Технология Internet, ее принципы работы. Протокол ТСР/IP и его основные свойства

1. Технология Internet, ее принципы работы.

Вступление

 

    Internet…  Это слово буквально не сходит  с уст у всего человечества  вот уже несколько десятков  лет.  А между тем, несмотря  на то, что в данный момент в мире насчитывается более 380 миллионов пользователей  этой Сети, (не включая более 500 тыс. нелегальных пользователей) многие не только не имеют представления об Internet, но и не знают ее возможных колоссальных преимуществ и в то же время огромной опасности, таящейся в ее недрах. В этом реферате я хотела бы затронуть, прежде всего, положительные стороны существования сети Internet и ее дальнейшего развития и современных технологиях, однако не буду забывать и об отрицательных ее проявлениях.

    Прежде  всего, следует сказать несколько  слов об истории создания и принципе действия международной сети. 

История создания сети Internet

 

    Родиной сети Internet являются Соединенные Штаты Америки. Internet стала развитием военных технологий. Прародительницей выступила сеть ARPAnet (Advanced Research Project Agency net — сеть Управления перспективных исследований), разработанная и развернутая еще в 1969г. по заказу Министерства обороны США. Будучи экспериментальной, ARPAnet создавалась для поддержки научных исследований в военно-промышленной сфере. В частности, изучались методы построения сетей, которые были бы устойчивы к частичным повреждениям, например, при бомбардировке авиацией, - и сохраняли бы способность нормально функционировать в столь экстремальных условиях.

    Модель APRAnet предусматривала постоянную связь  между компьютером-источником и компьютером-приемником (станцией назначения) - сеть, по условию предполагалась ненадежной всякая часть ее могла исчезнуть в любой момент. Не только на сеть в целом, но и на связывающиеся компьютеры возлагалась ответственность обеспечивать налаживание и поддержание связи. Основной принцип состоял в том, что любой компьютер мог связаться как равный с равным с любым другим компьютером, подключенным к сети.

    По  мере роста ARPAnet развивались и другие сети, для связи между которыми задействовали так называемые шлюзы, которые позволяли информации беспрепятственно попадать из одной сети в другую.

    Стандарт, согласно которому могла развиваться  сеть Internet, установили в 1983г.  И с этого момента стало возможно добавлять шлюзы и подсоединять к ней новые сети, в то время как первоначальное ядро оставалось неизменным. Большинство аналитиков считают, что именно 1983г. - настоящая дата возникновения Internet, когда изначальная ARPAnet была разделена на сеть MILNET предназначавшуюся для использования в военных целях, и собственно ARPAnet, ориентированную на продолжение исследований в сетевой области. Сама ARPAnet прекратила свое существование в июне 1990г., а ее функции постепенно перешли к более разветвленной структуре Internet. Может быть, именно тогда удалось впервые продемонстрировать надежность Internet как средства коммуникации, поскольку закрытие и соответственно выключение ARPAnet - родоначальницы Internet - никак не сказалось на работе сети в целом. В 1985г. количество подключенных к Internet сетей приблизилось к сотне, к 1987г. их число удвоилось, а в 1989-м - достигло пятисот. По данным DDN Network Information Center (DDN NIC) на январь 1990г., уже 218 сетей были подключены к Internet. На сегодняшний день Internet состоит из более чем 13 тыс. объединенных между собой сетей.

    Путь, проложенный Internet, предопределит многие элементы будущей магистрали. Internet - прекрасная, жизненно важная разработка, один из компонентов конечной системы, но в ближайшие годы он существенно изменится. Современному Internet недостает безопасности и системы учета. Технологии, которые воплотят идею всеобщей информационной магистрали, должны еще развиться до должного уровня. Это будет единая высоко-пропускная сеть – соединение компьютерных и других коммуникаций.

    

    Рисунок 1. Схема строения сети Internet

Принцип работы Internet

 

    На  рис. 1 представлена схема строения сети Internet. В ее основе заложен хребет – суперкомпьютеры, соединенные между собой высокоскоростными узлами связи. В дальнейшем по постоянной линии связи информация передается провайдерам – поставщикам Internet обычным пользователям. Обычно пользователи получают доступ к сети Internet посредством телефонной линии. Однако уже сегодня многие провайдеры предлагают услуги RadioInternet – связь между пользователем и провайдером, информация в которой передается посредством спутниковых каналов связи. Это позволяет существенно увеличить скорость и надежность связи, однако на порядок увеличит стоимость услуги.  

    Internet поддерживает единый протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Протоколом называют набор соглашений о правилах формирования и форматах сообщений Internet, о способах обмена информацией между абонентами сети.

    Различают 2 типа протоколов Internet:

    - базовые протоколы, отвечающие за физическую пересылку электронных сообщений любого типа между компьютерами Internet.

    - прикладные протоколы более высокого  уровня, отвечающие за функционирование  специализированных служб Internet.

    Каждый  компьютер, подключенный к Internet, имеет уникальный физический адрес (IP – адрес), составленный из четырех десятичных чисел, разделенных точками, например, 192.168.42.2. Такие адреса имеют как компьютеры обычных пользователей, так и суперкомпьютеры, входящие в хребет Internet. Однако запомнить эти физические адреса очень сложно, поэтому стали применять осмысленные буквенные обозначение, разделенные запятыми, например www.armavir.ru (буквенная запись физического IP-адреса).

    Основные  службы Internet:

    Telnet – протокол и программы, которые обслуживают удаленный доступ клиента к компьютерному серверу. После установления связи, пользователь может управлять компьютером сервера, как своим и наоборот, управление может производиться с компьютера сервера.

    FTP – протокол и программы передачи файлов, которые обслуживают работу с каталогами и файлами удаленной машины. Данный протокол позволяет «перекачивать» программы, игры, документы, музыку, видеоизображения, фотографии с сервера на компьютер пользователя или  наоборот.

    Gopher – протокол или программы, которые обеспечивают более развитые (по сравнению с FTP) средства поиска и извлечения информации с помощью многоуровневых меню, справочных книг, индексных ссылок и т.п.

    Archie – специальные серверы, которые собирают и хранят поисковую информацию о содержимом FTP-серверов на узлах Internet. если вы ищете какой-либо файл или документ, имя которого (или его часть) вам известна, то Archie укажет вам адреса соответствующих FTP-серверов, на которых находятся файлы, соответствующие вашему запросу.

    WAIS (Wide Area Information Servers) – распределенная информационная система (базы данных и программное обеспечение), которая обслуживает поиск информации в сетевых базах данных и библиотеках.

    E-mail - электронная почта. Посредством ее люди, живущие на разных континентах электронными сообщениями и файлами.

    Usenet – телеконференции, группы новостей, дискуссионные клубы и т.п. Все участники телеконференции имеют равные права при обсуждении того или иного вопроса. Каждая телеконференция имеет свой адрес и посвящена какой-либо теме (науке, искусству, спорту, отдыху и т.п.), причем круг обсуждаемых вопросов может быть самым разнообразным – от очень широкого («обо всем») до очень узкого («сколько времени торт «Наполеон» должен находится в духовке»). Современные технологии позволяют проводить телеконференции с передачей не только текстовой информации, но также использовать изображение и речь собеседников в реальном времени. По официальным данным в Internet в настоящее время насчитывается более 20000 телеконференций, проводимых как между обычными пользователями, так и  между крупнейшими корпорациями.

    IRC – одна из разновидностей телеконференций, иначе ее называют «болтовней» в реальном времени. Эта телеконференция позволяет осуществлять в режиме реального времени текстовое общение между совершенно незнакомыми людьми с возможностью графических вставок. Служит в основном для проведения досугов, поскольку здесь, как правило, не решаются такие серьезные вопросы, как, например, в  Usenet.

    IP-телефония – голосовая связь. Человеческая речь преобразуется в звуковой файл и передается по сети в реальном времени. Единственное преимущество перед обычной телефонной связью состоит в необычайной дешевизне в расчете на минуту разговора.

    WWW (World Wide Web или «Всемирная паутина») - гипертекстовая информационно-поисковая система Internet. Блоки данных WWW размещаются на отдельных компьютерах, называемых WWW-серверами (Web-серверами) и принадлежат отдельным организациям или частным лицам. С помощью гипертекстовых ссылок, встроенных в документы WWW, пользователь может переходить от одного документа к другому.

    В основе WWW лежит протокол передачи гипертекстовых сообщений HTTP (Hypertext Transfer Protocol), а сами страницы формируются с помощью специального гипертекстового языка описания документов HTML (Hypertext Markup Language).

    Для работы с WWW используются специальные программы – браузеры (browsers), например, Microsoft Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera и т.д.

    WWW и ее программное обеспечение – наиболее мощные и перспективные инструменты Internet. Они обеспечивают доступ пользователей ко всем ресурсам перечисленным выше (FTP, Usenet, Gopher и т.д.).    

Поиск информации в WWW

 

    Чтобы получить какую либо информацию или  услугу в WWW, их надо, прежде всего, разыскать, а поиск информации – непростая задача. Разумеется, рост Web-пространства в геометрической прогрессии не будет продолжаться вечно. Когда-то наступит момент насыщения. Можно предположить, что темпы развития замедлятся на рубеже 3-4 млрд. Web-страниц. Одной из причин замедления, в частности, станет ограниченность поля IP-адресов. Впрочем, к тому времени, уже заработает Internet-2, и все будет по другому.

    Для поиска информации используются специальные  поисковые службы. Обычно поисковая служба - это компания, имеющая свой сервер, на котором работает некая поисковая система. Услуги абсолютного большинства поисковых служб бесплатны, но, тем не менее, по темпам роста сегодня это самый эффективный бизнес в мире! Всего за несколько лет такие службы как Yahoo!, Alta Vista, Inktomi и некоторые другие развились от лабораторных проектов с бюджетом в десяток-другой тысяч долларов до компаний, стоимость которых составляет 10-15 миллиардов долларов. Такого темпа приращения капитала мир еще не знал, особенно для бесплатных (для конечного пользователя) услуг.

    Лучшие  поисковые системы в ответ  на запрос пользователя (например, вам необходимо найти какую-то книгу, вы в строке поиска вводите ее название и (или) автора) просматривают индексы за десятые доли секунды и немедленно выводят списки ссылок, ведущих к затребованным ресурсам. Качество поиска зависит всего от двух факторов: коэффициента попадания и коэффициента охвата. Первый показывает, какой процент ссылок, выданных поисковой системой, действительно относится к той теме, которая интересует клиента. Коэффициент охвата показывает, насколько база данных поисковой системы отражает истинное количество информации, имеющейся по данной теме в мире.

    Без данных систем вообще трудно представить  себе работу в Internet. Люди используют поисковые системы для поиска рефератов, книг, программ, фирм, товаров и т.д.

Электронная почта

 

    Исторически первый и наиболее распространенный вид работы в телекоммуникационных сетях – межперсональный обмен текстовыми сообщениями, известный под названием «электронной почты» (E-mail). Как и при обычной почтовой связи, здесь происходит обмен сообщениями, но не на бумаге, а в виде файлов. Преимущества электронной почты заключаются в следующем: большая скорость доставки информации (например, даже на обычной коммутируемой линии письмо из России в США дойдет чуть более чем за сутки, а если используется RadioInternet, то скорость доставки этого письма составит всего несколько минут!); компьютерная подготовка и возможность дальнейшего редактирования письма даже получателем; низкая стоимость услуги по сравнению с обычной почтой; возможность отправки одного и того же письма одновременно нескольким адресатам. 

    Система электронной почты организуется как совокупность региональных узлов станций, периодически связывающихся друг с другом для обмена корреспонденцией.

    В состав электронного письма входит непосредственный текст, графические, видео и звуковые вставки, а также возможные любые привязанные файлы (документы, программы, вирусы и т.д.), отправляемые вместе с письмом.  Кроме того, письмо содержит адресата, дату и время отправления, обратный адрес, при необходимости  указывается тема письма.

    В отличие от длинного адреса, который  необходимо писать при отправке обычного письма, электронный адрес намного короче и более легок в запоминании. Например, рассмотрим электронный адрес: paftor@yandex.ru.  Он состоит из адреса машины и имени адресата, которое отделено знаком @ («собака»). Слева от этого знака стоит имя адресата, а точнее имя файла – почтового ящика, из которого он забирает свои письма. Часть, находящаяся справа от знака @ называется доменом и описывает местонахождение этого почтового ящика, поскольку он находится обычно не на компьютере получателя. Рассматривая  домен справа налево и разбив его точками на отдельные слова, получим поддомены, поочередно уточняющие, где искать этот почтовый ящик. Самый правый поддомен (в нашем случае ru) называется доменом верхнего уровня и чаще всего обозначает код страны, в которой находится адресат. Однако домен верхнего уровня - не всегда код страны. Во всем мире используются такие верхние домены как, edu - научные и учебные организации, gov – правительственные учреждения, com – коммерческие организации и т.д.