3.3 Организационная структура Internet

Ярким примером открытой системы является глобальная компьютерная сеть Интернет. Эта сеть развивалась в полном соответствии с требованиями, предъявляемыми к открытым системам. В разработке стандартов Интернет принимали и принимают участие тысячи специалистов и пользователей этой сети из различных университетов, научных организаций и фирм-производителей вычислительной аппаратуры и программного обеспечения из разных стран.

Само название стандартов, определяющих работу Интернет – Request For Comments‑ переводится как «запрос на комментарии», т.е. для введения новых стандартов в этой сети проводится открытый опрос мнений пользователей и только затем вносятся изменения. В результате сеть Интернет сумела объединить в себе самое разнообразное оборудование и программное обеспечение огромного числа сетей, разбросанных по всему миру.

Стек проколов TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)является базовым протоколом сети Интернет.ПротоколTCP/IP предложил сотрудник DARPAРоберт Канн в 1972 году для взаимодействия компьютера с открытой сетевой архитектурой.

Основными преимуществами протокола TCP/IPявляются:

• Независимость от сетевой технологии отдельной сети.TCP/IPне зависит от оборудования, так как он определяет только элемент передачи, который называетсядейтаграммой,и описывает способ ее движения по сети.

• Всеобщая связанность сетей.Протокол позволяет любой паре компьютеров взаимодействовать друг с другом. Каждому компьютеру назначается логический адрес, а каждая передаваемая дейтаграмма содержит адреса отправителей и получателей. Промежуточные маршрутизаторы используют адрес получателя для принятия решения о маршрутизации.

• Подтверждение.ПротоколTCP/IPобеспечивает подтверждение правильно правильности прохождения информации при обмене между отправителем и получателем. Это означает, что

• Стандартные прикладные протоколы.ПротоколTCP/IPвключает в свой состав поддержку основных приложений, таких как электронная почта, передача файлов, удаленный доступ и т.д.

В стеке TCP/IPопределены 4 уровня взаимодействия, каждый из которых берет на себя определенную функцию по организации надежной работы глобальной сети:

Уровень I	Прикладной уровень
Уровень II	Основной (транспортный) уровень
Уровень III	Уровень межсетевого взаимодействия
Уровень IV	Уровень сетевых интерфейсов

Соответствие стека TCP/IPмоделиOSIпоказано на рис 2.4.

Рис. 2.4. Соответствие стека TCP/IPмоделиOSI

Как видно из рисунка 2.4, протокол TCPзанимает транспортный и сеансовый уровень, а на сетевом уровне используется протоколIP.

IP- адресация компьютеров в сети построена на концепции сети, состоящей из хостов.Хост представляет собой объект сети, который может передавать и приниматьIP- пакеты, например, компьютер или маршрутизатор.

Отметим, что в модели TCP/IP программные модули, соответствующие транспортному и сеансовому уровню, устанавливаются только на конечных компьютерах.

Программный модуль протокола ТСР/ IPреализуется в операционной системе компьютера в виде отдельного системного модуля (драйвера). Интерфейс между прикладным уровнем иTCPпредставляет собой библиотеку вызовов, такую же, как, например, библиотека системных вызовов для работы с файлами. Пользователь может самостоятельно настраивать протоколTCP/IPдля каждого конкретного случая (количество пользователей сети, пропускная способность физических линий связи и т.д.).

Уровень межсетевого взаимодействии

Уровень межсетевого взаимодействия является стержнем всей архитектуры протокола, который реализует концепцию передачи пакетов в режиме без установления соединений, то есть дейтаграммным способом. Именно этот уровень обеспечивает возможность перемещения пакетов по сети, используя тот маршрут, который в данный момент является оптимальным. Этот уровень также называют уровнем Интернет, подчеркивая его основную функцию- передачу данных через составную сеть. Основным протоколом уровня межсетевого взаимодействия является протоколIP(InternetProtocol).IP– протокол проектировался для передачи пакетов в составных сетях, состоящих из большого количества локальных сетей, поэтому он хорошо работает в сетях со сложной топологией. Так какIP- протокол является дейтаграммным протоколом, то он не гарантирует доставку пакетов до узла назначения.

Основной (транспортный) уровень

Так как на сетевом уровне не происходит установление соединения, то нет никаких гарантий, что межсетевым уровнем пакеты будут доставлены в место назначения неповрежденными.

Обеспечения надежной связи между двумя конечными компьютерами осуществляет основной уровень стека TCP/IP, называемый также транспортным.

На этом уровне работают основные протоколы:

• TCP(TransmissionControlProtocol) - основной протокол управления передачей;

• UDP(UserDatagrammProtocol) ‑протокол дейтаграмм пользователя;

• SCTP (Stream Control Transmission Protocol) — протокол передачи с управлением потоком;

• DCCP (Datagram Congestion Control Protocol) — протокол предоставляет механизмы для отслеживания перегрузок в сети, избегая необходимости создавать их на прикладном уровне.

Прикладной уровень

Прикладной уровень объединяет все службы пользователей сети. Прикладной уровень реализуется различными программными системами и постоянно расширяется. Наиболее известными прикладными службами в сети Интернет, например, являются электронная почта (E- mail), система новостейUseNet, всемирная паутинаWorld Wide Web (WWW),передача файлов (FTP), удаленный терминал и терминальные серверы (TELNET) и д.р.

Уровень сетевых интерфейсов

В отличие от физического и канального уровня модели OSIв архитектуре стекаTCP/ IPсуществует несколько другая интерпретация уровня сетевых интерфейсов. Протоколы этого уровня должны обеспечить интеграцию в составную сеть локальных сетей, использующих различные технологии. Поэтому разработчики той или другой технологии должны предусмотреть возможность инкапсуляции (включения) в свои кадрыIP–пакетов. Уровень сетевых интерфейсов в протоколахTCP/IPне регламентируется, но он поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня:Ethernet, Token Ring, FDDI, Gigabit Ethernet, Fast Ethernetи др. Разработаны спецификации для соединения с сетямиX.25, frame relay, ATM.

Отметим, что в настоящее время каждый из разработчиков сетевых технологий канального и физического уровня стремиться обеспечить их совместимость с протоколом TCP/ IP.

Адресация в сети Интернет

Для адресации компьютеров в сети Интернет используются IP- адреса.

IP- адреса отправителя и получателя принято называтьадресом хоста.

IP– адрес любого из хостов состоитиз адреса (номера) сети (сетевого префикса) и адреса хоста в этой сети.

В соответствии принятым в момент разработки IP– протокола соглашением, адрес представляется четырьмя десятичными числами, разделенными точками. Каждое из этих чисел не может превышать 255 и представляет один байт 4-байтногоIP-адреса. Выделение всего лишь четырех байт для адресации всей сети Интернет связано с тем, что в то время массового распространения локальных сетей пока не предвиделось. О персональных компьютерах и рабочих станциях вообще не было речи.

В результате под IP-адрес было отведено 32 бита, из которых первые 8 бит обозначали сеть, а оставшиеся 24 бита — компьютер в сети.IP– адрес назначается администратором сети во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов.

Главным координатором в Интернете, занимающимся распределением и управлением IP-адресов, доменов и обратных доменов, является некоммерческая организация IANA (Internet Assigned Numbers Authority), агентство по выделению имен и уникальных параметров протоколов Internet). www.iana.org/, работающая по управлением организацииInternet Corporation for Assigned Names and Numbers, или ICANN— международной некоммерческой организации при участии правительства США для регулирования вопросов, связанных с доменными именами, IP-адресами и прочими аспектами функционирования Интернета.

Отметим, что маршрутизатор может входить сразу в несколько сетей, поэтому каждый порт маршрутизатора имеет свой IP– адрес. Таким же образом и конечный компьютер так же может входить в несколько сетей, а значит иметь несколькоIP- адресов. Таким образом,IP- адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение. Как уже отмечалось выше, адрес состоит из двух частей - номера сети и номера узла в сети. Для того, чтобы определить, какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, в начале адреса несколько бит отводится для определения класса сети.

Основные сервисы сети Интернет

Сервисы Интернет - сервисы, предоставляемые в сети Интернет пользователям, программам, системам, уровням, функциональным блокам. В сети Интернет сервисы предоставляют сетевые службы. Наиболее распространенными Интернет-сервисами являются: 

• электронная почта (E-mail), обеспечивающая возможность обмена сообщениями одного человека с одним или несколькими абонентами;

• телеконференции, или группы новостей (Usenet), обеспечивающие возможность коллективного обмена сообщениями;

• сервис FTP – система файловых архивов, обеспечивающая хранение и пересылку файлов различных типов;

• сервис Telnet, предназначенный для управления удаленными компьютерами в терминальном режиме;

• World Wide Web (WWW, W3) – гипертекстовая (гипермедиа) система, предназначенная для интеграции различных сетевых ресурсов в единое информационное пространство;

• сервис DNS, или система доменных имен, обеспечивающий возможность использования для адресации узлов сети мнемонических имен вместо числовых адресов;

• сервис IRC, предназначенный для поддержки текстового общения в реальном времени (chat);

Базовые сервисы сети Интернет

IP-телефония – новая услуга, предлагаемая провайдерами, основанная на преобразование голоса в пакеты, которые могут быть переданы через Internet. Сегодня развитие этой технологии достигло такой стадии, что услуги IP-телефонии стали достаточно надёжными и качественными, чтобы рассматриваться как альтернатива услугам традиционной телефонной связи. Большинство клиентов используют новую технологию для снижения стоимости услуг телефонной связи при сохранении, по возможности, качества связи без ввода дополнительных ограничений для пользователей. Экономия средств, происходит главным образом за счёт компрессии голоса, интеграции сетей передачи голоса и данных и за счёт более привлекательных (на сегодня) тарифов в Internet по сравнению с услугами традиционных телефонных операторов.

Электронная почта также является одной из первых служб Internet, появившейся в середине 70-х годов. Основная концепция, лежащая в основе электронной почты, достаточно проста: вы выходите в компьютерную систему, набираете и адресуете текстовое сообщение пользователю другой системы. Затем сообщение курсирует по лабиринту взаимосвязанных компьютерных систем до тех пор, пока не будет доставлено адресату. Сейчас в Internet существуют бесплатные службы, разработанные исключительно для работы электронной почты, которые вы можете использовать в тех случаях, если Internet вас интересует только как возможность передачи электронных сообщений.

Практически вся информация в компьютерном мире хранится в виде файлов. На самой заре Internet появилось специальное средство для обмена файлами по сети – сетевой протокол FTP (что, собственно, и расшифровывается как File Transfer Protocol – протокол передачи файлов). 

Телеконференции представляют собой что-то вроде клубов по интересам, объединяющих пользователей определённой программы, поклонников известных кинорежиссеров или популярных телеведущих, других людей, связанных общими интересами и взглядами. Телеконференции стали следующим этапом развития систем почтовых сообщений. Их особенностями стали, во-первых, хранение сообщений и предоставление заинтересованным лицам доступа ко всей истории обмена, а во-вторых, группировка сообщений в темы, направления обсуждений.

Гостевые книги. Первая и самая простая форма организации общения в виде web-приложений. Простейшая гостевая книга представляет собой список сообщений, показанных от последних к первым. Каждый посетитель может оставить свое сообщение.

Форумы. Эта форма общения является практически прямой реализацией идеологии телеконференций. Сообщения пользователей в форумах группируются по темам, которые задаются, как правило, первым сообщением. Все посетители могут увидеть тему и разместить свое сообщение — в ответ на уже написанные. Исторически первые форумы появились как усовершенствование гостевых книг и организовывали сообщения в ветви — так же, как и в телеконференциях. Самым распространенным видом форумов сейчас являются форумы табличные, в которых обсуждение темы идет линейно, — это позволяет быстрее прочесть обсуждение. Как правило, темы группируются в тематические форумы, управление системой осуществляют администраторы и модераторы.

Блоги (от англ. web log — web-журнал, web-протокол). В этих сервисах каждый участник ведет журнал — т.е. оставляет записи в хронологическом порядке. Темы записей могут быть различными; самый распространенный подход — это ведение блога как собственного дневника. Другие посетители могут оставлять комментарии на эти записи. Чаще всего блог ведут не на своем отдельном сайте (хотя исторически именно эта форма была первой), а в рамках крупной системы, похожей на общедоступный почтовый сервис.  В этом случае пользователь, помимо возможности вести свой журнал, получает возможность организовывать ленту просмотра — список записей из журналов “друзей”, регулировать доступ к записям, искать себе собеседников по интересам. На базе таких систем создаются сообщества — журналы, которые ведутся коллективно. Например: Блоги@Mail.Ru: Школьный портал.

Любые средства коммуникации служат для общения людей друг с другом. С развитием телекоммуникаций все большее количество пользователей начинают работать в Сети в режиме on-line. Для них полезно иметь возможность взаимодействовать в режиме реального времени, когда абонент получает сообщение практически мгновенно (задержка в ответе не становится принципиальным перерывом в обмене). К ним можно отнести:

IRC (Internet Relay Cat – трансляция разговоры в Internet) – чрезвычайно популярная служба Internet. IRC является системой, которая позволяет пользователям общаться друг с другом, подключившись к одному серверу IRC. Однако в ходе общения вы не говорите, а набираете свои реплики на клавиатуре.

ICQ – это также очень популярное средство «онлайнового» общения пользователей через Internet. Название этой программы является омонимом и образовано из созвучия слов «I seek you» («Я ищу тебя») и трёхбуквенного сочетания ICQ. Существуют и другие способы общения  в режиме on-line в сети.

Социальная сеть – это виртуальная сеть, являющаяся средством обеспечения сервисов, связанных с установлением связей между его пользователями, а также разными пользователями и соответствующими их интересам информационными ресурсами, установленными на сайтах глобальной сети.

Социальные сервисы представляют собой онлайновые инструменты, с помощью которых пользователи могут не только общаться между собой, но и сами создавать контент веб-страниц. Создание единого Web 2.0 (Веб второго поколения) характеризует  информационное пространство, состоящее из множества информационных единиц, сети документов, которые распределены по различным сайтам и сервисам.  Эта сеть превращается в сеть данных, поиск которых производится пользователями с применением наиболее удобных для них инструментов, интерфейсов, технологий и сервисов, которые обеспечивают доступ к содержимому сайтов.

Веб-сервис, который позволяет пользователям систематизировать ссылки, описания, снабжая их поисковыми критериями называется социальными закладками.

  Социальные геосервисы – сервисы сети Интернет, которые позволяют находить, отмечать, комментировать, снабжать фотографиями различные объекты в любом месте на изображении Земного шара с достаточно высокой точностью, используются реальные данные, полученные с помощью околоземных спутников.

Социальные геосервисы

Адреса сайтов

http://maps.google.com/ – Карты Google

http://wikimapia.org/ – Карты Google + WikiWiki

http://earth.google.com/ – Объемная модель Земли Google

http://panoramio.ru – Фотосервис с возможностью привязки к цифровым картам

Сервис публикации фотографий. На этом сервисе каждый посетитель имеет возможность опубликовать свои фотографии, указав их поисковые признаки. Фотографии можно оценивать и комментировать.

YouTube. Самый быстрорастущий сайт в интернете: хранилище видеороликов обо всем на свете, которые может закачать любой желающий.

Интернет-аукцион.Интернет-аукцион - электронная торговая система, в которой продажа товаров происходит непосредственно между людьми.

Интернет-телевидениеIPTV - это трансляция программ телевидения по мультисервисной сети. Обычно провайдер получает сигнал, например, со спутника и передаёт его по специальному протоколу (MMS, RTSPMи другие) конечным пользователям, которые могут смотреть видео как на экране компьютерного монитора, так и на телевизоре.