5.3. Глобальные компьютерные сети.InternetиWww

5.3.1. Общие сведения

Internet — это общемировая совокупность компьютерных сетей, связывающая между собой миллионы компьютеров.Зародышем ее была распределенная сетьARPAnet,которая была создана в конце 60-х годов по заказу Министерства Обороны США для связи между собой компьютеров этого министерства. Разработанные принципы организации этой сети оказались настолько удачными, что многие другие организации (особенно университеты и правительственные учреждения) стали создавать собственные сети на тех же принципах. Эти сети стали объединяться между собой, образуя единую сеть с общим адресным пространством (подобно тому, как все телефонные станции одного города поддерживают единую систему телефонных номеров). Эта единая сеть (или сеть сетей, совокупность сетей) и стала называтьсяInternet.

Одним из главных итогов развития ARPANET,унаследованных сегодняшним Internet,стало созданиесетевых протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol,Протокол управления передачей/Протокол Internet)— "языка", на котором компьютеры, включенные в сеть, общаются между собой. В 70-е годы протоколы TCP/IPстали стандартными дляARPANET.В это же время правительство США стало содействовать использованию ARPANET для образовательных целей. Увеличение числа пользователей способствовало появлению многих сетевых услуг, доступных в современном Internet,включая электронную почту (E-mail), передачу файлов (FTP)и доступ к удаленным компьютерам в режиме терминала (Remote login).

В начале 80-х годов все исследовательские сети, подключенные к ARPANET,уже использовали протоколы TCP/IP,и ARPANETдля зарождающейся сети Internetстала представлять собоймагистральную сеть (backbone),обеспечивающую физическое соединение между важнейшими узлами. Процесс перехода отдельных сетей к протоколам TCP/IPбыл фактически завершен к концу 1983 года, и родилась новая сеть — Internet.

Когда Internetсовершал первые шаги в своем существовании, в нем насчитывалось всего 213 зарегистрированных хост-компьютеров. Хост-компьютерами, или для краткостихостами (host), называют компьютеры, включенные в сеть и предоставляющие различные виды сетевого сервиса.

К февралю 1986 г. число хостов возросло до 2308 единиц. Сегодня Internetпереживает период взрывообразного роста, и число хост-компьютеров в мире составляет уже несколько миллионов.

В обычном смысле Internetне принадлежит никому. Работа магистральных коммуникаций, расположенных на территории США, финансируется из средств National Science Foundation (NSF,Национальный научный фонд), а основные вопросы, связанные с технической поддержкой, решаются комитетом Internet Engineering Task Force (IETF,Инженерный комитетIntel net). IETF— общественный комитет, в котором усилия ученых и экспертов направлены на решение технических проблем и связанных с ними вопросов дальнейшего развития сети. Существуют национальные и международные сегменты Internet,которые финансируются из различных источников и управление которыми осуществляется своей администрацией. Тем не менее, все они признают решения и стандарты, утвержденные Internet Architecture Board (IAB, Совет по архитектуре Internet).Это также добровольная организация, состоящая из группы приглашенных экспертов. Каждый, кто считает себя способным помочь в решении обсуждаемых вопросов, может принять участие в процессе разработки и утверждения стандартов Internet.

Решения IAB доводятся до сведения "сетевой общественности" посредством публикации документов, называемых Request for Comment (RFC,Просьба дать комментарии). Некоторые их этих документов посвящены стандартам сети, но в большинстве случаев они описывают новые технические идеи и стимулируют дискуссию, посвященную будущему Internet.Документы RFC хранятся на многих хост-компьютерах Internet.Познакомиться с их содержанием можно с использованием одного из видов сервиса Internet— анонимного FTP (File Transfer Protocol, Протокол передачи файлов). Например, файлы с RFC можно найти на FTP-сервере с адресом ftp.internic.net.

До середины 90-х годов Internetиспользовалась в основном для пересылкиэлектронной почты,то есть сообщений (писем) и файлов от одного пользователя другому. Были доступны и другие возможности, основанные на электронной почте:телеконференции —обмен мнениями с помощью электронных писем по поводу тех или иных тем,серверы новостей — рассылка новостей по тем или иным темам в виде электронных писем,файловые серверы(или FTP-серверы) — хранилища файлов, которые пользовательInternetможет получить в виде электронного письма, отправив электронное письмо со специально подготовленным запросом на FTP-сервер. Для облегчения данных вInternetбыли организованы специальные службы поиска — компьютеры, которые позволяют найти нужный документ (по ключевым словам и другим характеристикам документа) на включенных вInternetFTP-серверах.

Пользоваться перечисленными возможностями Internetбыло не так-то просто, поэтому до 1993-94 г.Internetиспользовалась в основном в научной (прежде всего в университетской) среде.

В районе 1993-1994 г. ситуация в Internetв корне переменилась, и причиной этому стало появление и широкое внедрение в сетиInternetновой службы (или подсистемы) —WorldWideWeb, в буквальном переводе — всемирной паутины (сокращенно ее называютWWWилиWeb).WWW— это содержащаяся вInternetвсемирная распределенная база гипертекстовых документов. Каждый компьютер, имеющий постоянное (то есть не коммутируемое) подключение вInternet, можно использовать в качествеWeb-сервераи поместить на него документы, которые имеется в виду сделать общедоступными. А для просмотра содержимого любых серверовWWWпользователь должен иметь лишь программу просмотраWWW—Web-броузер.Подсоединившись кInternet, пользователь должен ввести лишь имя Web-сервера, и его содержимое появится на экране.

При подключении к Web-серверу на экран выводится картинка (Web-страница), похожая на экран встроенного справочника Windows-программы. На Web-странице могут находиться надписи, тексты, рисунки и другие объекты. Как и в справочнике Windows-программы, щелкнув мышью любое выделенное (обычно подчеркнутое) слово (ссылку), Вы перейдете к Web-странице, соответствующей этому слову (этой ссылке). Однако, в отличие от встроенных справочников программ, выведенная по ссылке Web-страница может находиться на любом другом Web-сервере (то есть может быть передана Вам уже другим Web-сервером). Щелкая по различным ссылкам, Вы можете в поисках информации за несколько минут проскакать по Web-серверам в десятке разных стран.

Простота использования WWWпривела к тому, что вInternetстал подключаться самый что ни на есть массовый пользователь — домохозяйки и бизнесмены, феминистки и революционеры, гитаристы и художники, — всем им сетьInternetстала интересна, полезна, а многим даже жизненно необходима. Количество пользователейInternetстало лавинообразно увеличиваться — в несколько раз за год. На серверахWWWстала размещаться самая разнообразная информация — сведения о фирмах, реклама товаров, советы по эксплуатации и техническая документации на товары и т. д. Политические партии и общественные организации публикуют вWeb материалы о своей деятельности, программы, воззвания и т. д. На WWW-серверах университетов можно прочесть научные труды их сотрудников, сведения о приеме и выпуске студентов, учебные планы и т. д. Правительственные учреждения размещают вWebинформацию с своей деятельности. Многие газеты и журналы выходят как в печатном, так и в электронном виде (как WWW-документы). Имеется также куча информации по финансам, бизнесу, промышленности, спорту культуре, развлечениям, хобби и т. д. и т. п.

К сожалению, линии связи и другие технические средства не поспевают за бурным ростом нагрузок, вызванных миллионами пользователей Internet. Поэтому иногда на некоторые Web-серверы бывает трудно попасть, а дожидаться перекачки страниц с рисунками приходится по 5-10 минут, а то и больше. Если ситуацию не удастся изменить к лучшему, это может привести к разочарованию вInternetи падению ее популярности.

Из программ просмотра WWW(Web-броузеров) наиболее широко используютсяNetscapeNavigatorфирмыNetscapeCommunicationsиInternetExplorerфирмыMicrosoft. Они очень удобны в использовании и обеспечивают просмотр почти всех видов информации, доступных вWWW.

Программа NetscapeNavigatorстала первым высококачественным Web-броузером, распространявшимся практически бесплатно, поэтому она захватила более трех четвертей рынка Web-броузеров. Это стало предметом серьезного беспокойства фирмыMicrosoft, которая почуяла угрозу потери лидерства в области производства программного обеспечения. Поэтому фирмаMicrosoftзначительно улучшила свой Web-броузерInternetExplorer, включила его в последние версииWindows, а также создала превосходную программу Web-сервераInternet Information Server и включила его в Windows NT. Это, а также серьезные маркетинговые усилия фирмыMicrosoft, привели к тому, что популярностьNetscape Navigator и Internet Explorer практически сравнялась.

Для коммерческих приложений в Web-броузеры были встроены средства обмена зашифрованными сообщениями. Они позволяют пересылать финансовую информацию (скажем, номера кредитных карточек) по Internet, что дает возможность совершать покупки, заказывать авиабилеты, использовать платные услуги и т. д. Сейчас множество магазинов имеет свои Web-страницы, где покупатель может просмотреть наименования предлагаемых товаров, их цены, увидеть изображения этих товаров, составить заказ и тут же оплатить его по кредитной карточке. Есть даже фирмы, предлагающие сотни тысяч товаров по ценам, существенно меньшим, чем в розничной продаже. Правда, серьезные финансовые операции черезInternetпока что проводить боятся, поскольку защита информации тут невелика (что один человек зашифровал, то другой может расшифровать), но для мелких покупок использоватьInternetочень удобно. А крупную покупку можно выбрать поInternet,а оплатить обычным способом.

Для получения доступа к Internetможно заключить договор с одной из множества организаций-владельцев сетей, входящих вInternet (они называютсяпервичными провайдерами),либо их дилеров. В нашей стране первичными провайдерами являютсяRelCom,Demos+, Совам Телепорт (он же Россия-Онлайн), Гласнет и др. Другой вариант — использовать услуги так называемыхвторичных провайдеров,то есть фирм, арендующих каналы доступа к первичным провайдерам и продающие услуги доступа кInternetв розницу. Услуги вторичных провайдеров могут стоить значительно дешевле, но качество их может быть заметно хуже. Это неудивительно — иногда пропускная способность канала доступа кInternetу вторичного провайдера не намного выше, чем скорость одного приличного модема пользователя.

Распространены два вида доступа к Internet.В самом дешевом варианте (так называемый оффлайновый, или UUCP-доступ) пользователь ограничивается доступом к электронной почте (E-mail), а также основанной на ней услугах (участие в телеконференциях, получение новостей и т. д.). При этом виде доступа называется пользователь лишь подготавливает отправляемые электронные письма для программы доступа к узлу сети. Эта программа соединяется по модему с узлом провайдера, передает ему подготовленные пользователем письма, получает письма, адресованные пользователю, после чего сразу же отсоединяется от узла сети («вешает трубку»).

В более дорогом диалоговом (онлайновом или dial-upIP) варианте доступа кInternetпользователь может работать сWWW, общаться (обычно путем набора сообщений на клавиатуре) с другими пользователями и т. д.

Разработанные для WWWтехнологии организации данных и доступа к ним оказались весьма удобными и эффективными, они были усвоены широким кругом пользователей. Поэтому естественным шагом было внедрение этих же технологий во внутрикорпоративные сети, даже если эти сети не имеют никаких контактов сInternet. Например, если общедоступные сведения о фирме хранятся на Web-сервере, то логично и внутрифирменную информацию хранить на Web-сервере, доступном только для сотрудников фирмы. Тогда просмотр и той, и другой информации может осуществляться с помощью одной и той же программы — Web-броузера, что снижает затраты на обучение сотрудников, уменьшает эксплуатационные расходы и т. д.Внутрикорпоративные сети, в которых используются технологии WWW, называются сетями Intranet.На самом деле большая часть Web-серверов сейчас приобретается именно для использования в внутрикорпоративных сетяхIntranet.

Сети Intranetмогут сообщаться сInternet, и часто это очень удобно. Например, при этом сотрудник фирмы может из любого места на планете получить доступ к внутрифирменным данным, а пользователь внутрикорпоративной сети — получить нужную ему информацию изInternet. Кроме того, иногдаInternetиспользуется как транспорт (связующее звено) между отдельными частями внутрикорпоративной сети. Но все это создает большие проблемы безопасности внутрикорпоративной сети, то есть защищенности хранящихся в ней и передаваемых в нее и из нее данных. Для обеспечения этой безопасности используются специальные программы или программно-аппаратные комплексы — брандмауэры. При надлежащей настройке брандмауэр может использоваться и для предотвращения посещения нежелательных мест вInternet(скажем, чтобы сотрудники работали, а не разглядывали фривольные картинки).

И в заключение несколько слов о распределенных сетях.

Локальные сети потому и называются локальными, что они объединяют компьютеры, находящиеся в одном месте, то есть поблизости друг от друга (латинское слово locusозначает «место»). Но многие предприятия (корпорации, банки и т. д.) имеют подразделения, расположенные в разных концах города или даже в разных городах и странах. Для эффективной работы им, как правило, требуется объединить свои подразделения в единую сеть. Такие сети обычно называютраспределенными.

Если подразделения предприятия расположены не очень далеко друг от друга (скажем, в пределах одного города), можно проложить собственные линии связи между подразделениями (естественно, это стоит очень дорого). Но чаще целесообразно арендовать имеющиеся линии связи у поставщиков телекоммуникационных услуг (в нашей стране это — Спринт, Роспак, Роснет, Совам-телепорт, Голден Лайн и др.). При этом требуется проложить кабель только от каждого подразделения предприятия до ближайшего к этому подразделению узла сети поставщика телекоммуникационных услуг. Если объем данных, передаваемых и принимаемых подразделением предприятия, незначителен, то с узлом сети поставщика телекоммуникационных услуг можно связываться по коммутируемым телефонным линиям с помощью модема.

В принципе, можно не связываться с поставщиками телекоммуникационных услуг, а использовать в качестве транспорта между узлами распределенной сети Internet.Но здесь возникают проблемы с безопасностью, пропускной способностью и надежностью такого соединения.

Естественно, во всех случаях для создания распределенной сети необходимо соответствующее оборудование (модемы, маршрутизаторы и др.). В нашей стране создание распределенных сетей весьма затруднено. Во-первых, большинство сколько-либо разветвленных сетей передачи данных в нашей стране — это низкоскоростные аналоговые сети, малопригодные для передачи больших массивов. Во-вторых, прокладка кабелей связи очень дорого стоит и сталкивается с многочисленными бюрократическими препятствиями. В общем, продолжать можно долго, ибо ситуация с сетями связи в России еще хуже, чем с дураками и дорогами.

Культура Internet

Когда ученые впервые начали изучать проблемы развития глобальной сети, в ходу было несколько представлений о том, какой должна быть такая сеть и каковы будут ее возможные размеры. Разработчики ARPANETсчитали, что сеть должна служить сотрудничеству в исследовательской и научной деятельности, предоставляя ученым возможность легко обмениваться информацией или пользоваться ресурсами удаленных машин. Некоторые из создателей сети были удивлены, когда впоследствии электронная почта стала одной из самых популярных услуг сети ARPANET.

До того момента пока компьютерные сети не достигли широкого распространения, деятельность ученых сильно зависела от поступления печатной информации (журналов, технических отчетов, писем и т. д.), участия в конференциях, личных встреч с коллегами, где они могли бы обменяться мнениями и информацией по темам своей работы. Поэтому ученые жили по сути в очень изолированном мире, имея лишь нечастые контакты с коллегами, работающими в других научных центрах или лабораториях. Нередкой была ситуация, когда исследователи в разных концах страны работали над одной и той же проблемой, не зная, что их усилия дублируются, или не могли оперативно делиться информацией, помогающей сотрудничать в исследованиях и сравнивать результаты.

Одной из главных целей создания сети ARPANETбыло предоставление ученым таких условий, при которых обмениваться информацией можно было бы во много раз чаще и не покидая рабочего места. Благодаря наличию средств передачи файлов отчеты и собранные данные могли быть легко переданы от одного исследователя к другому в течение нескольких часов или даже минут. Программные средства, созданные в одном из научных центров, могли сразу же начать применяться во всех других, работающих в этом же направлении. Ресурсы суперкомпьютеров стали доступны для небольших лабораторий, которые никогда не смогли бы позволить себе приобретение таких машин.

Все это стало реальностью в Internet,но сам Internetстал гораздо более масштабным явлением, чем просто средством предоставления этих услуг.

Одной из интересных особенностей электронного стиля общения является отсутствие ряда факторов, сопровождающих реальную встречу людей. При общении посредством сети вы не знаете (если только вам специально не сообщили этого) ни возраста, ни расы, ни веса и роста, а иногда даже пола вашего собеседника. Вы не знаете, кем он или она является — президентом компании или школьником старших классов. Единственным признаком, который позволяет судить о других пользователях сети, являются их слова.

Вследствие этого следует очень тщательно взвешивать свои слова, прежде чем отправить их в виде сообщения по сети. В большинстве своем Internet —это открытое и дружелюбное сообщество. Тем не менее, и там некоторые пользователи используют сеть для злобных нападок на других людей, особенно учитывая малую вероятность того, что за это придется ответить. Такие пользователи быстро теряют кредит доверия в среде сообщества и могут впоследствии испытать проблемы при обращении к тем, кого они обидели или кто не разделяет подобного стиля общения. И хотя это лишь один из недостатков Internet,он пока остается единственным, значимость которого растет вместе с числом пользователей сети.

Сообщество пользователей сети наделено теми же свойствами, что и реальное сообщество, но они проявляются в большем масштабе. Двое пользователей Internetиз разных концов страны могут завязать отношения, которые перерастают в дружбу, а в некоторых случаях и в брачные узы. Существуютonline-конференции, использующие сетевой сервис типа Internet Relay Chat,когда множество людей могут в реальном времени высказываться по общим для них проблемам. В Internetсуществуют все типы людей, которые встречаются в реальной жизни от застенчивых и дружески настроенных до агрессивных и даже просто злодеев. Это поистине представительная выборка индивидуумов нашего общества.

Как воспользоваться ресурсами Internet

Ключом к получению информации в Internet являются адреса ресурсов. Вам придется использовать почтовые адреса (mail addresses) при пересылке сообщений по электронной почте своим коллегам и адреса хост-компьютеров (host names) для соединения с ними и получения файлов с интересующей информацией.

Все хост-компьютеры Internet идентифицируются в соответствии с уникальным доменным именем (domain name), например таким, как www.bigcorp.com.Доменное имя состоит из нескольких частей, определяющих конкретный хост-компьютер, владеющую им организацию и иерархию доменов (объединений компьютеров и сетей), к которой она принадлежит. Таким образом, в полное имя хоста в дополнение к имени данной машины последовательно включены имена всех вышестоящих доменов.

Доменные имена используются в почтовых адресах, а также при соединении с хост-компьютерами для передачи файлов или доступа к иным ресурсам Internet(например таким, как World Wide Web).Имя хоста состоит из нескольких слов (сочетаний символов), разделенных точками.По имени вы можете получить некоторую информацию о принадлежности данного хост-компьютера к определенной организации или сети.

Рассмотрим в качестве иллюстрации вымышленное доменное имя bigmachine.bigcorp.com.Сочетание букв, стоящее справа, определяет имя домена верхнего уровня. В данном случаеcomозначает, что этот адрес зарегистрирован в домене, отведенном для коммерческих организаций различного профиля деятельности. Имя домена eduиспользуется для академических организации, университетов и иных образовательных учреждений, com —для различных коммерческих фирм, mil —для организаций, принадлежащих военному ведомству, gov —для правительственных учреждений. Такая система доменных имен получила распространение в США. Существуют также домены верхнего уровня, объединяющие компьютеры по географическому принципу. Каждая страна, сети которой входят в Internet,имеет свой двухбуквенный код, например, fr— для Франции, de— для Германии.

Вы можете ознакомиться со списком имен доменов, соответствующих разным странам, обратившись к информации, хранящейся на FTP-или Gopher-серверах.Например, файлы с искомой информацией могут быть найдены по адресу nic.merit.eduв каталоге internet/connectivity.Эти файлы имеют именаnets.by.country и world.list.txt.

Двигаясь справа налево в нашем примере имени хост-компьютера, мы встретим сочетание bigcorp.Оно определяет организацию, в сети которой находится данная машина. Когда какая-нибудь организация получает доступ к Internet,она регистрирует свое название в специальных регистрационных службах Internet.В данном случае имя bigcorpзарегистрировала вымышленная фирма Big Corporation(это доменное имя будут использовать только компьютеры, включенные в сеть данной фирмы). В качестве реальных примеров приведем домены ibm.com для хост-компьютеров, принадлежащих корпорации International Business Machines (IBM), mit.edu— для Massachusetts Institute of Technology (MIT,Массачусетский технологический институт) или nasa.gov— для National Aeronautics and Space Administration (NASA,Национальное управление по аэронавтике и космическим исследованиям).

Выбор названий, расположенных в доменном имени левее имени организации, является прерогативой самой организации. Многие организации, как правило, ограничиваются единственным словом, определяющим имя конкретного компьютера в их сети. В больших организациях могут быть добавлены дополнительные имена, определяющие названия подразделений. К примеру, вы можете встретить имя типа amachine.cs.niit.edu,из которого следует, что компьютер с именем amachineнаходится в сети факультета cs (вероятно, Computer Science,Вычислительная техника) университета MIT— образовательного учреждения. В любом случае самое левое слово в доменном имени определяет имя конкретной машины.

Итак, доменный адрес хоста используется для нахождения этой машины в Internet.По существу доменный адрес — это лишь удобный способ идентификации компьютера.Каждому доменному имени хост-компьютера соответствует числовой IP-адрес, который необходим для того, чтобы программное обеспечение, поддерживающее работу сети Internet, могло передать или принять информацию с хоста.

IP-адрес является уникальным номером, присвоенным компьютеру для того, чтобы его можно было найти в Internet. Этот адрес обычно представляет собой набор из четырех чисел, каждое из которых лежит в пределах от 1 до 254 и которые разделены между собой точками, например 192.58.107.230.

Программное обеспечение Internetв большинстве случаев автоматически транслирует доменные имена хост-компьютеров в IP-адреса, поэтому вам не придется запоминать, какой номер соответствует имени какой машины.