Реферат: Глобальная международная компьютерная сеть Internet
Traceroute. 20
Другие инфраструктурные сервисы.. 20
Список литературы... 22
Введение
Около 20 лет назад Министерство Обороны США создало сеть, которая явилась предтечей Internet, - она называлась ARPAnet. ARPAnet была экспериментальной сетью, - она создавалась для поддержки научных исследований в военно-промышленной сфере, - в частности, для исследования методов построения сетей, устойчивых к частичным повреждениям, получаемым, например, при бомбардировке авиацией и способных в таких условиях продолжать нормальное функционирование. Это требование дает ключ к пониманию принципов построения и структуры Internet. В модели ARPAnet всегда была связь между компьютером-источником и компьютером-приемником (станцией назначения). Сеть a priori предполагалась ненадежной: любая часть сети может исчезнуть в любой момент.
На связывающиеся компьютеры - не только на саму сеть - также возложена ответственность обеспечивать налаживание и поддержание связи. Основной принцип состоял в том, что любой компьютер мог связаться как равный с равным с любым другим компьютером.
Передача данных в сети была организована на основе протокола Internet - IP. Протокол IP - это правила и описание работы сети. Этот свод включает правила налаживания и поддержания связи в сети, правила обращения с IP-пакетами и их обработки, описания сетевых пакетов семейства IP (их структура и т.п.). Сеть задумывалась и проектировалась так, чтобы от пользователей не требовалось никакой информации о конкретной структуре сети. Для того, чтобы послать сообщение по сети, компьютер должен поместить данные в некий «конверт», называемый, например, IP, указать на этом «конверте» конкретный адрес в сети и передать получившиеся в результате этих процедур пакеты в сеть.
Эти решения могут показаться странными, как и предположение о «ненадежной» сети, но уже имеющийся опыт показал, что большинство этих решений вполне разумно и верно. Пока Международная Организация по Стандартизации (Organization for International Standartization - ISO) тратила годы, создавая окончательный стандарт для компьютерных сетей, пользователи ждать не желали. Активисты Internet начали устанавливать IP-программное обеспечение на все возможные типы компьютеров. Вскоре это стало единственным приемлемым способом для связи разнородных компьютеров. Такая схема понравилась правительству и университетам, которые проводят политику покупки компьютеров у различных производителей. Каждый покупал тот компьютер, который ему нравился и вправе был ожидать, что сможет работать по сети совместно с другими компьютерами.
Примерно 10 лет спустя после появления ARPAnet появились Локальные Вычислительные Сети (LAN), например, такие как Ethernet и др. Одновременно появились компьютеры, которые стали называть рабочими станциями. На большинстве рабочих станций была установлена Операционная Система UNIX. Эта ОС имела возможность работы в сети с протоколом Internet (IP). В связи с возникновением принципиально новых задач и методов их решения появилась новая потребность: организации желали подключиться к ARPAnet своей локальной сетью. Примерно в то же время появились другие организации, которые начали создавать свои собственные сети, использующие близкие к IP коммуникационные протоколы. Стало ясно, что все только выиграли бы, если бы эти сети могли общаться все вместе, ведь тогда пользователи из одной сети смогли бы связываться с пользователями другой сети.
Одной из важнейших среди этих новых сетей была NSFNET, разработанная по инициативе Национального Научного Фонда (National Science Foundation - NSF), аналога нашего Министерства Науки. В конце 80-х NSF создал пять суперкомпьютерных центров, сделав их доступными для использования в любых научных учреждениях. Было создано всего лишь пять центров потому, что они очень дороги даже для богатой Америки. Именно поэтому их и следовало использовать кооперативно. Возникла проблема связи: требовался способ соединить эти центры и предоставить доступ к ним различным пользователям. Сначала была сделана попытка использовать коммуникации ARPAnet, но это решение потерпело крах, столкнувшись с бюрократией оборонной отрасли и проблемой обеспечения персоналом.
Тогда NSF решил построить свою собственную сеть, основанную на IP технологии ARPAnet. Центры были соединены специальными телефонными линиями с пропускной способностью 56 Kbps . Однако, было очевидно, что не стоит даже и пытаться соединить все университеты и исследовательские организации непосредственно с центрами, т.к. проложить такое количество кабеля - не только очень дорого, но практически невозможно. Поэтому решено было создавать сети по региональному принципу. В каждой части страны заинтересованные учреждения должны были соединиться со своими ближайшими соседями. Получившиеся цепочки подсоединялись к суперкомпьютеру в одной из своих точек, таким образом, суперкомпьютерные центры были соединены вместе. В такой топологии любой компьютер мог связаться с любым другим, передавая сообщения через соседей.
Это решение было успешным, но настала пора, когда сеть уже более не справлялась с возросшими потребностями. Совместное использование суперкомпьютеров позволяло подключенным общинам использовать и множество других вещей, не относящихся к суперкомпьютерам. Неожиданно университеты, школы и другие организации осознали, что заимели под рукой море данных и мир пользователей. Поток сообщений в сети (трафик) нарастал все быстрее и быстрее пока, в конце концов, не перегрузил управляющие сетью компьютеры и связывающие их телефонные линии. В 1987 г. контракт на управление и развитие сети был передан компании Merit Network Inc., которая занималась образовательной сетью Мичигана совместно с IBM и MCI. Старая физически сеть была заменена более быстрыми (примерно в 20 раз) телефонными линиями. Были заменены на более быстрые и сетевые управляющие машины.
Процесс совершенствования сети идет непрерывно. Однако, большинство этих перестроек происходит незаметно для пользователей. Включив компьютер, вы не увидите объявления о том, что ближайшие полгода Internet не будет доступна из-за модернизации. Возможно даже более важно то, что перегрузка сети и ее усовершенствование создали зрелую и практичную технологию. Проблемы были решены, а идеи развития проверены в деле.
Важно отметить то, что усилия NSF по развитию сети привели к тому, что любой желающий может получить доступ к сети. Прежде Internet была доступна только для исследователей в области информатики, государственным служащим и подрядчикам. NSF способствовал всеобщей доступности Internet по линии образования, вкладывая деньги в подсоединение учебного заведения к сети, только если то, в свою очередь, имело планы распространять доступ далее по округе. Таким образом, каждый студент четырехлетнего колледжа мог стать пользователем Internet.
И потребности продолжают расти. Большинство таких колледжей на Западе уже подсоединено к Internet, предпринимаются попытки подключить к этому процессу средние и начальные школы. Выпускники колледжей прекрасно осведомлены о преимуществах Internet и рассказывают о них своим работодателям. Вся эта деятельность приводит к непрерывному росту сети, к возникновению и решению проблем этого роста, развитию технологий и системы безопасности сети.
1. Типы подключения
Доступ в сеть Internet, обычно, получают через "поставщиков сетевых услуг" (service provider). Поставщики услуг продают различные виды телекоммуникационных и информационных услуг, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Естественно, что при обращении к ним необходимо решить, какими качествами должны обладать предоставляемые услуги, сколько за них платить, и, исходя из этого, выбирается приемлемый вариант из предлагаемого множества.
Все поставщики услуг подразделяются на две больших категории: "академические" (или некоммерческие) и коммерческие провайдеры. Существенная разница в них состоит в том, что для академических сетей каналы связи оплачиваются государством или какими-либо международными или национальными фондами, и для них стоимость подключения определяется, исходя из затрат на само подключение и обслуживание. Коммерческим провайдерам оплата производится из средств клиента.
1.1. Виды доступа в Internet
В Internet имеется несколько видов доступа. Чем больше возможностей предоставляет вид доступа и чем большую скорость передачи данных он обеспечивает, тем он более дорог. Рассмотрим их в порядке убывания стоимости.
Непосредственный доступ
Большие организации, такие как Институт или ВУЗ, используют "непосредственный" или прямой вид доступа. Он дает полный доступ ко всем возможностям сети. Для организации прямого доступа необходимо прямое соединение с ближайшим узлом Internet. Для этого можно арендовать выделенную телефонную линию с выбранной пропускной способностью (чем быстрее, тем дороже; виды линий связи приведены в таблице), проложить кабель или использовать радиоканал (радиомодем) и установить сетевой сервер (узловой компьютер - роутер). Этот компьютер отвечает за связь организации с центральным узлом сети (или с другими узлами) и пересылку данных в обе стороны. Это достаточно дорого (особенно, если канал арендуется у ГТС, которая является монополистом в установлении арендной платы). Но, однажды установив такое соединение, можно подключать к этому узлу столько компьютеров, сколько необходимо. Для этого необходимо связать их в локальную вычислительную сеть вместе с узлом Internet (например, через Ethernet).
| Виды линий подключения | ||
| Вид услуг | Скорость | Примечания |
| Стандартная телефонная линия тональной частоты | 0 - 19.2 Kbps | Доступ по SLIP или "по вызову" |
| Выделенная линия | 56 - 64 Kbps | Прямое подключение к узлу Internet |
| T1 | 1.544 -2.0 Mbps | Прямое подключение к узлу по широкополосному каналу, либо выделенные каналы, либо каналы Frame Relay |
| T2 | 6.0 Mbps | Обычно в сетях не используется |
| T3 | 45.0 Mbps | Основной сетевой канал (backbone) для большой корпорации как правило оптоволоконные каналы |
Таблица 1. Виды телефонных каналов
Непосредственный доступ предлагает наиболее гибкое подключение. Каждый из компьютеров локальной сети является полноправным членом Internet и может воспользоваться любой из его возможностей, однако, из-за высокой стоимости доступен только для организаций, но не для "домашних пользователей".
Непосредственный Internet-доступ обычно требует наличия некоторой базовой структуры локальной сети. Для ее эксплуатации, как правило, требуется достаточно грамотный персонал, оборудование и документация, на которые необходимо предусмотреть соответствующие затраты.
SLIP и PPP
Существуют и менее дорогие способы "почти прямого доступа». Они называются SLIP и PPP и являются версиями программного обеспечения Internet, которое работает на обычных телефонных линиях, используя стандартные высокоскоростные модемы. Работа по SLIP или PPP происходит на обычной линии, которая освобождается по окончании сеанса работы. Этой же линией могут воспользоваться другие пользователи. Преимущество SLIP и PPP состоит в том, что они позволяют работать в режиме полноправного входа в Internet.
Что такое SLIP? (Serial Line Internet Protocol). Это Internet-протокол, позволяющий в качестве линий связи использовать последовательные линии, например, модем и обычную телефонную линию. Программное обеспечение, реализующее работу с протоколом SLIP, принимает символы, приходящие с устройства последовательной передачи данных (модема, последовательного порта и т.д.) и рассматривает и толкует их как составляющие IP-пакета. Затем формирует из полученных данных нормальный IP-пакет и передает этот пакет далее - соответствующей программе, которая обрабатывает IP-пакеты, например, модулю TCP. На обратном пути SLIP получает от программы (сетевого уровня), посылающей IP-пакеты, IP-пакет, вычленяет его содержимое, соответствующим образом переформатирует, потом делит на символы и отправляет его через устройство последовательной передачи по последовательной линии в сеть, - соседнему узлу Internet.
Для корректности укажем: SLIP и PPP - это протоколы канального уровня.
Что такое PPP? (Point to Point Protocol)? PPP - это более поздний протокол, занимающийся тем же самым, что и SLIP. PPP совершеннее и мощнее своего предшественника, однако навряд ли он вытеснит SLIP из обращения.
SLIP и PPP очень удобны для подключения домашнего компьютера к локальной сети, которая, в свою очередь, входит в Internet. Например, можно воспользоваться SLIP, чтобы подключить домашний компьютер к сети организации или института. И тогда компьютер будет иметь полный доступ в Internet, как любой компьютер организации, подключенный через локальную сеть.