Технологии Глобальной Сети Интернет

ADSL

История развития технологии ADSL начинается со второй половины восьмидесятых, когда велись поиски технологии, обеспечивающей интерактивное телевидение. Пионером в области семейства технологий xDSL является компания Bellcore Об ADSL

Становление и развитие ADSL

История развития технологии ADSL начинается со второй половины восьмидесятых, когда велись поиски технологии, обеспечивающей интерактивное телевидение. Пионером в области семейства технологий xDSL является компания Bellcore. В 1987 году она представила спецификацию первой технологии из семейства xDSL и запустила её в телефонных сетях США. Однако вскоре компания распалась, а технология залегла на дно.

В середине 1990х годов семейство xDSL пополнилось асимметричной модификацией цифровой абонентской линии — ADSL. Последующие годы создавались и совершенствовались наборы микросхем для осуществления передачи данных посредством ADSL. С появлением первых ADSL-модемов провайдеры увидели перспективность данной технологии и пришли к выводу о необходимости её использования для предоставления доступа к сети Интернет. Однако темпы развития были замедленными, поскольку технология изначально разрабатывалась для систем передачи «видео по требованию». Сами системы не получили распространения, а технология ADSL получила второе дыхание благодаря развитию сетей Интернет.

ADSL(2004 г.) активно вытесняется более быстрой технологией доступа Fast Ethernet. Причина этого — ограниченная пропускная способность в сетях ADSL — до 29 Мбит/с (ADSL2+) и особенно «исходящий поток» от абонента — до 1.4 Мбит/с, в то время как FastEthernet по витой паре обеспечивает скорость передачи данных 100 Мбит/с и даже 1 Гбит/с (Gigabit Ethernet).

Однако, несмотря на появление более быстрых способов передачи данных, технология ADSL по-прежнему актуальна для крупных городов, имеющих развитую инфраструктуру проводной связи. В ряде европейских стран ADSL является стандартом де факто при обеспечении населения достаточно быстрым и недорогим интернетом. Так, в Финляндии, где каждому жителю страны законодательством с июня 2010 г. будет гарантирован доступ в интернет, подключение большинства домов производится по технологии ADSL. Самый крупный ADSL провайдер в России — ЦентрТелеком. Количество абонентов — более 900 000. Самый крупный ADSL-провайдер Москвы — МГТС. Передача данных по технологии ADSL реализуется через обычную аналоговую телефонную линию при помощи абонентского устройства — модема ADSL и мультиплексора доступа (англ. DSL Access Multiplexer, DSLAM), находящегося на той же АТС, к которой подключается телефонная линия пользователя, причём включается DSLAM до оборудования самой АТС. В результате между ними оказывается фактически простой кусок провода, без каких-либо присущих телефонной сети ограничений. DSLAM мультиплексирует множество абонентских линий DSL в одну высокоскоростную магистральную сеть. Также они обычно подключаются к сети ATM по каналам PVC (постоянный виртуальный канал англ. Permanent Virtual Circuit) с провайдерами услуг Internet и другими сетями. Стоит заметить, что два ADSL-модема не смогут соединиться друг с другом, в отличие от модемов Dial-Up. Разумеется, из-за необходимости установки оборудования на каждой АТС затраты на постройку и поддержание сети были заметно выше, чем в случае классического коммутируемого доступа, когда все модемы провайдера устанавливались на одной АТС, однако по сравнению со стоимостью других способов предоставления высокоскоростного доступа к сети Интернет технология DSL оказалась очень дешёвой.

BitTorrent

BitTorrent (букв. англ. «битовый поток») — пиринговый (P2P) сетевой протокол для кооперативного обмена файлами через Интернет. Файлы передаются частями, каждый torrent-клиент, получая (скачивая) эти части, в то же время отдаёт (закачивает) их другим клиентам, что снижает нагрузку и зависимость от каждого клиента-источника и обеспечивает избыточность данных. Описание BitTorrent

Пиринговый сетевой протокол BitTorrent

BitTorrent (букв. англ. «битовый поток») — пиринговый (P2P) сетевой протокол для кооперативного обмена файлами через Интернет. Файлы передаются частями, каждый torrent-клиент, получая (скачивая) эти части, в то же время отдаёт (закачивает) их другим клиентам, что снижает нагрузку и зависимость от каждого клиента-источника и обеспечивает избыточность данных.

Протокол был создан Брэмом Коэном, написавшим первый torrent-клиент «BitTorrent» на языке Python 4 апреля 2001 года. Запуск первой версии состоялся 2 июля 2001 года. Существует множество других программ-клиентов для обмена файлами по протоколу BitTorrent. Раздача может содержать как один файл, так и несколько, например, содержимой директории.

Для каждой раздачи создаётся файл метаданных с расширением .torrent, который содержит следующую информацию: -URL трекера -Общую информацию о файлах (имя, длину и пр.) в данной раздаче -Контрольные суммы (точнее, хеш-суммы SHA1) сегментов раздаваемых файлов -Passkey пользователя, если он зарегистрирован на данном трекере. Длина ключа устанавливается трекером -(Необязательно) хеш-суммы файлов целиком  -(Необязательно) Альтернативные источники, работающие не по протоколу BitTorrent. Наиболее распространена поддержка так называемых web–сидов (протокол HTTP), но допустимыми также являются ftp, ed2k, magnet URI

Размер сегмента регулируется при создании торрента и, как правило, выбирается размер, соответствующий степени двойки. При выборе размера необходимо соблюдать баланс, связанный с механизмом работы протокола (см. ниже). Размер сегмента чаще всего лежит в диапазоне от 128 килобайт до 2-4 мегабайт, хотя на очень больших раздачах (порядка сотни гигабайт) могут использоваться сегменты размером 32-64 мегабайта.

Если раздача состоит из нескольких файлов, то в процессе хеширования они считываются подряд и рассматриваются как непрерывный поток данных. Поэтому чаще всего сегмент, содержащий конец одного файла, также содержит и начало следующего. Вместе с тем для того, чтобы убедиться в правильности скачанного сегмента, необходимо иметь его весь целиком. Именно поэтому, несмотря на то, что большинство клиентов поддерживает скачивание не всех файлов в раздаче, а только некоторых, почти всегда будет скачан также и начальный и/или конечный кусок файлов, не выбранных для скачивания.

Так как хеши в .torrent-файле включают в себя имена и структуру директорий раздачи, то переименование файлов с сохранением возможности их раздавать в общем случае невозможно. Однако, некоторые клиенты поддерживают изменение структуры, например, создание или переименование директорий и переименование или перемещение файлов.

Файл метаданных является словарём в bencode формате. Файлы метаданных могут распространяться через любые каналы связи: они (или ссылки на них) могут выкладываться на веб-серверах, размещаться на домашних страницах пользователей сети, рассылаться по электронной почте, публиковаться в блогах или новостных лентах RSS. Также есть возможность получить info часть публичного файла метаданных напрямую от других участников раздачи благодаря расширению протокола "Extension for Peers to Send Metadata Files". Это позволяет обойтись публикацией только магнет-ссылки. Получив каким-либо образом файл с метаданными, клиент может начинать скачивание. Принцип работы протокола

Принцип работы BitTorrent: нагрузка на распространителя файла уменьшается благодаря тому, что клиенты начинают обмениваться данными сразу же, даже если файл не докачан ими до конца. Перед началом скачивания клиент подсоединяется к трекеру по адресу, указанному в торрент-файле, сообщает ему свой адрес и хеш-сумму торрент-файла, на что в ответ клиент получает адреса других клиентов, скачивающих или раздающих этот же файл. Далее клиент периодически информирует трекер о ходе процесса и получает обновлённый список адресов. Этот процесс называется объявлением (англ. announce).

Клиенты соединяются друг с другом и обмениваются сегментами файлов без непосредственного участия трекера, который лишь хранит информацию, полученную от подключенных к обмену клиентов, список самих клиентов и другую статистическую информацию. Для эффективной работы сети BitTorrent необходимо, чтобы как можно больше клиентов были способны принимать входящие соединения. Неправильная настройка NAT или брандмауэра могут этому помешать.

При соединении клиенты сразу обмениваются информацией об имеющихся у них сегментах. Клиент, желающий скачать сегмент (личер), посылает запрос и, если второй клиент готов отдавать, получает этот сегмент. После этого клиент проверяет контрольную сумму сегмента. Если она совпала с той, что записана в торрент-файле, то сегмент считается успешно скачанным, и клиент оповещает всех присоединённых пиров о наличии у него этого сегмента. Если же контрольные суммы различаются, то сегмент начинает скачиваться заново. Некоторые клиенты банят тех пиров, которые слишком часто отдают некорректные сегменты.

Таким образом, объём служебной информации (размер торрент-файла и размер сообщений со списком сегментов) напрямую зависит от количества, а значит, и размера сегментов. Поэтому при выборе сегмента необходимо соблюдать баланс: с одной стороны, при большом размере сегмента объём служебной информации будет меньше, но в случае ошибки проверки контрольной суммы придется скачивать ещё раз больше информации. С другой стороны, при малом размере ошибки не так критичны, так как необходимо заново скачать меньший объём, но зато размер торрент-файла и сообщений об имеющихся сегментах становится больше.

Dial-Up

Интернет по телефонным проводам Dial-up

Телефонная связь через модем не требует никакой дополнительной инфраструктуры кроме телефонной сети. Поскольку телефонные пункты доступны во всем мире, такое подключение остается полезным для путешественников. Подключение к сети с помощью модема по обычной коммутируемой телефонной линии связи — единственный выбор, доступный для большинства сельских или отдалённых районов, где получение широкополосной связи невозможно из-за низкого населения и требований. Иногда подключение к сети с помощью модема может также быть альтернативой людям с ограниченным бюджетом, поскольку оно часто предлагается бесплатно, хотя широкополосная сеть теперь все более и более доступна по более низким ценам в большинстве стран. Однако в некоторых странах коммутируемый доступ в интернет остается основным в связи с высокой стоимостью широкополосного доступа, а иногда и отсутствием востребованности услуги у населения. Дозвон требует времени, чтобы установилась связь (несколько секунд, в зависимости от местоположения) и было выполнено подтверждение связи прежде, чем передача данных сможет иметь место.

Стоимость доступа в интернет через коммутируемый доступ часто определяется по времени, проведенному пользователем в сети, а не по объёму трафика. Доступ по телефонной линии — это непостоянная или временная связь, потому что по желанию пользователя или ISP рано или поздно будет разорвана. Провайдеры услуг интернета зачастую устанавливают ограничение на продолжительность связи и разъединяют пользователя по истечении отведённого времени, вследствие чего необходимо повторное подключение.

У современных модемных подключений максимальная теоретическая скорость составляет 56 кбит/сек (при использовании протоколов V.90 или V.92), хотя на практике средняя скорость достигает лишь 40-50 кбит/сек. Такие факторы, как шум в телефонной линии и качество самого модема играют большую роль в значении скоростей связи. В некоторых случаях в особенно шумной линии скорость может падать до 20 кбит/сек и менее, к примеру в гостиничном номере, где телефонная линия имеет много ответвлений. У телефонного соединения через модем обычно высокое время задержки, которое доходит до 400 миллисекунд или более и которое делает онлайн игры и видео конференц-связь затруднительными или же полностью невозможными. Первые игры от первого лица (3d-actions) являются самыми чувствительными ко времени отклика, делая игру на модеме непрактичной, однако некоторые игры, такие как Star Wars, Galaxies, The Sims, Warcraft 3, Guild Wars, и Unreal Tournament, все таки способны функционировать на подключении в 56 кбит\с.

Телефонная связь через модем не требует никакой дополнительной инфраструктуры кроме телефонной сети. Поскольку телефонные пункты доступны во всем мире, такое подключение остается полезным для путешественников Как работает Dial-Up

DNS

Технология, позволяющая связывать доменные имена с соответствующими им интернет узлами, идентифицируемыми по IP адресу. Когда пользователь вводит в строке браузера адрес сайта и нажимает "Enter", его запрос первым делом попадает на DNS сервер. DNS - Domain Name Server (сервер доменных имен) представляет собой центр распределения и маршрутизации запросов пользователей к интернет узлам. Система доменных имен довольно сложное образование. Существует четкая иерархия зон, существует несколько NS записей для обслуживания запросв различных типов (например, адресация почты опирается на MX запись, а IP содержится в A записи) Описание и функции DNS

Немного о DNS

Технология, позволяющая связывать доменные имена с соответствующими им интернет узлами, идентифицируемыми по IP адресу. Когда пользователь вводит в строке браузера адрес сайта и нажимает "Enter", его запрос первым делом попадает на DNS сервер. DNS - Domain Name Server (сервер доменных имен) представляет собой центр распределения и маршрутизации запросов пользователей к интернет узлам. Система доменных имен довольно сложное образование. Существует четкая иерархия зон, существует несколько NS записей для обслуживания запросов различных типов (например, адресация почты опирается на MX запись, а IP содержится в A записи)

DNS-сервер, выполняющий запрос клиента может работать в одном из трёх режимов: -режим форвардинга (передачи) запросов другому DNS-серверу — в этом случае запрос почти не отличается от запроса DNS-клиента. (Такая схема используется при использовании кеширующих DNS-серверов и серверов в DMZ) -режим самостоятельного выполнения рекурсивного запроса -режим обслуживания зоны (в этом случае запросы на посторонние (неавторитативные) зоны не принимаются, вместо этого возвращаются адреса корневых серверов) Во многих версиях BIND запрос к другим DNS-серверам исходил с 53-го порта (порта, по которому принимаются запросы DNS, как TCP, так и UDP), в отличие от клиентских приложений, использующих произвольный порт отправителя (из незарегистрированного диапазона).

Работа с DNS различных программ Почтовый сервер использует клиент DNS, для запроса MX, SPF, A-запись (например, sendmail использует MX-записи в порядке возрастания приоритета, но в случае отсутствия подходящего маршрута, в качестве последней попытки использует A-запись), PTR-записей (для определения имени хоста). Кроме того, многие версии почтовых серверов используют имена, полученные через запрос PTR-записи для определения наличия MX-записи у данного имени, это используется для автоматического отказа в доставке у не-почтовых серверов (в большинстве своём бот-нетов).

В общем случае возможна конфигурация, когда для разных серверов и зон DNS-сервер ведёт себя различно (например, из локальной сети принимает рекурсивные запросы, из внешней — только запросы на авторитативные зоны, или форвардит запросы на другой сервер только для заданных зон)

Рабочие станции и серверы в составе Active Directory используют множество DNS-записей типа SRV для определения положения ближайшего контроллера домена в сайте и для выполнения динамического обновления DNS-записи о рабочей станции. Большинство программ, использующих функции DNS, не реализуют его функциональность самостоятельно (через сокеты), а используют либо предоставляемые операционной системой функции DNS-клиента, либо используют готовую библиотеку клиента. К меньшинству относятся в основном низкоуровневые утилиты и серверное ПО, которому необходима более специфичная функциональность, чем предоставляется DNS-клиентом. DNS-клиент — программа (или модуль в программе), обеспечивающая определение адреса узла по его полному имени (точка в конце обычно либо добавляется DNS-клиентом, либо неявно подразумевается, однако, в случае использования доменных суффиксов, возможны различия в поведении клиента при определении имени с точкой в конце и без).

Функция клиента DNS встроена почти в любую программу, предназначенную для работы в сети Internet. Однако, большинство DNS-клиентов не умеют самостоятельно выполнять рекурсию, так как в противном случае их алгоритмы пришлось бы неоправданно усложнять. Помимо этого использование рекурсии DNS-клиентами не позволило бы осуществлять режимы ограничения доступа во внешнюю сеть и кеширования DNS.

DNSSEC

DNSSEC (англ. Domain Name System Security Extensions) — набор спецификаций IETF, обеспечивающий безопасность информации, предоставляемой DNS (англ. Domain Name System) средствами IP(англ. Internet Protocol). В России применяется с конца 2011 года, добавляет цифровую подпись к запросам DNS тем самым обеспечивая надежность, защищенность передачи данных Подробнее о DNSSEC