Структура и функции глобальной сети Internet

Структура сети Internet

Краткая история Internet

Internet возникла из оборонного компьютерного проекта ARPANET конца 60-х – нача­ла 70-х годов, направленного на создание коммуникационной сети, способной функционировать даже в условиях атомной войны. Наиболее важным качеством сети, по мнению разработчиков, было отсутствие единого центра управления, который мог бы стать объектом нападения, с целью прекратить ее функциони­рование. Последующее распростране­ние использования Internet в области исследований, коммерции и, наконец, досуга было неожиданным следствием их работы.

Необходимо подчеркнуть несколько важнейших событий в истории Internet, которые, видимо, и предопредели­ли ее бурный рост и возрастающее значение в жизни современного общества.

Рост числа компьютерных сетей вне ARPANET со­здал большие трудности, касающиеся соединения одной сети с другой, не из-за различий в аппаратной части, а в силу несовме­стимости протоколов коммуникации. Для их преодоления был создан новый стандарт коммуникаций, названный TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol – протокол управления передачей /межсетевой протокол), который позволил различным сетям соединяться друг с другом.

Другим важным событием в истории Internet явилось созда­ние “Всемирной паутины” (World Wide Web, или WWW, или W3) Тимом Бернерс-Ли, физиком Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) в Женеве. Идея заключалась в том, что­бы позволить физикам и другим ученым пользоваться распреде­ленной в сети Internet информацией более простым способом. Существовавшие тогда средства Internet требовали от пользова­телей немалых знаний о сети, поэтому был разработан новый ме­тод передачи и отображения информации. После опубликова­ния ЦЕРН спецификаций (набора правил и требований) для WWW пользователи стали писать программное обеспечение для клиентов и серверов WWW, что привело к созданию “Всемирной паутины” в том виде, в каком мы ее знаем сегодня.

И, наконец, третьим важным событием в истории Internet была разработка группой программистов из Национального цен­тра компьютерных приложений (NCSA) во главе с Марком Андриссеном специальной программы “Мозаика”, которая окон­чательно сделала Internet общедоступной. “Мозаика” позволи­ла пользователям получать и отображать документы простым нажатием кнопки “мыши”. Отпала необходимость заботиться о переключении программ и преобразовании файлов – “Мозаи­ка” обрабатывала документы, графики, изображения и звуки ав­томатически, обеспечивая легкий доступ к “Паутине”. Кроме того, “Мозаика” обеспечивала доступ и к другим ресурсам Internet.

Предшественница Internet, сеть ARPANET, первоначально состояла всего из четырех больших ЭВМ. Затем Internet росла гигантскими темпами, достигнув более 4,5 млн. ак­тивных компьютеров в июне 1995 г. Основной рост пришелся на последние десять лет, когда развилась инфраструктура комму­никаций и возросли возможности компьютеров. Internet превратилась в общедоступное “информационное шоссе”. Число пользователей на 2000 г. составляет, по разным оценкам, от 30 до 60 млн. человек, в их числе – около 500 тыс. россиян (хотя подавляющее большинство наших соотечествен­ников пользуются лишь одним ресурсом Internet – электронной почтой; более полно возможности Internet используют пример­но 20 тыс. российских пользователей). Ежемесячно по Internet перемещается более 30 терабит информации (это примерно 30 млн. книг по 700 страниц каждая).

Таким образом, Internet – это гигантский конгломерат компьютеров, связанных друг с другом в одну боль­шую сеть. Единственным критерием объединения машин явля­ется согласие на коммуникацию по единому для всех протоко­лу.

Структура Internet

Основной вопрос, который стоял перед создателями Internet, заключался в соединении компью­теров для передачи информации от одного к другому.

В конце 70-х годов достигла своего расцвета технология локальных сетей. На рынке появилось огромное количество разных типов ло­кальных сетей. Таким образом, любая компания могла выбрать и установить необходимую ей сеть в соответствии со своими возможностями. Однако появление огромного числа независимых технологий локальных сетей привело к тому, что многие из них были попро­сту несовместимы.

Параллельно технологии локаль­ных сетей в тот же период получила заметное развитие техноло­гия сетей широкой зоны (WAN— Wide Area Network). В отличие от локальной сети сеть широкой зоны ставила своей задачей соеди­нить компьютеры, находящиеся географически далеко друг от друга. Сами коммутируемые компьютеры не имели прямого выхода к кабелю. Вместо этого каждый из них был связан со специальным компьютером, который имел выход в сеть. При этом задачей последнего являлось лишь поддержание связи в сети. На другом конце кабеля ситуация была такой же. Следо­вательно, широкая сеть, благодаря специальным компьютерам, поддерживалась независимо от коммутируемых компьютеров.

Ситуация в технологиях широких сетей складывалась анало­гично ситуации с локальными сетями. Многие из них не только имели разные физические характеристики (напряжение, моду­ляция сигнала и т.д.), но зачастую не могли быть соединены друг с другом.

Чтобы положить конец такому положению дел, министерство обороны США стало субсидировать исследования для создания технологии по соединению сетей. Так как изменить существующие технологии не представлялось возможным, было решено найти способ, позволяющий адаптировать друг к другу объединенные сети. Этот проект получил название Internet.

Глобальная идея, лежащая в основе решения, заключалась в том, что конкретный компьютер мог быть связан не с одной, а с двумя сетями. Разница лишь в том, что раньше он соединялся с соседними компьютерами, а теперь с соседними сетями.

Internet использует специальные компьютеры для соедине­ния сетей. Обычно это вполне стандартные компьютеры с про­цессором, памятью и коммутационными платами. Единственное различие состоит в том, что на них установлены специальные программы, ответственные за связь между сетями. Получив па­кет информации от одной сети, этот коммутационный компью­тер передает ее другой сети. Этот специальный компьютер на­зывается маршрутизатором (router).

Таким образом, структуру Internet можно представить следующим образом: Internet – это тысячи компьютерных сетей, соединенных между собой марш­рутизаторами. Каждый компьютер подсоединен к какой-либо одной сети. Когда компьютер на одной сети связывается с ком­пьютером на другой сети, то информация проходит через мар­шрутизатор (и не один). Не имеет значения, с какими сетями связан маршрутизатор – локальными или широкими. Важно, чтобы передаваемая информация подчинялась определенным стандартам. Без них маршрутизатор был бы не в состоянии понять и перерабо­тать поступающую информацию.

Однако большинство людей не могут себе позво­лить прямого подключения в одну из сетей Internet, так как это дорого, поэтому для выхода в Internet персональный ком­пьютер должен иметь модем, который подсоединяется к обыч­ной телефонной сети, и специаль­ную программу для управления модемом. При запуске модема, он через телефонную ли­нию соединяется с модемом, который расположен на компью­тере, включенном в одну из интернетовских сетей.