Всемирная сеть Интернет

В настоящее время самой крупной и наиболее популярной в мире является глобальная сеть Интернет (англ. Internet от лат. inter — между и net — сеть). Считается, что эта сеть является прямым потомком сети ARPANET (ARPA — Advanced Research Projects Agency, US Defence Department, Агентство перспективных исследований министерства обороны США), которая была создана в 1969 году в США в результате соединения линиями связи четырех крупных компьютеров, расположенных в различных местах страны. Исходная цель создания сети ARPANET -исследование возможности «выживания», то есть сохранения работоспособности информационной сети при вероятном возникновении военных действий и выводе из строя некоторых ее участков. В этих исследованиях принимали широкое участие научные работники университетских и академических центров, которые быстро оценили преимущества работы в информационных сетях.

Очень скоро локальные и глобальные сети стали использоваться в научных исследованиях, образовании и бизнесе. Особую популярность приобрели такие информационные услуги в сетях, как электронная почта и электронные доски объявлений. Затем появились доступ к ресурсам других компьютеров, электронные журналы, телеконференции, дистанционное образование и т. д.

Все это заставляло создавать и соединять друг с другом локальные, городские и территориальные сети, расположенные в разных странах и на разных континентах. Однако этот процесс протекал стихийно и осложнялся тем, что различные соединяемые сети базировались на различных аппаратных платформах, использовали разные программное обеспечение и протоколы передачи данных. Чтобы решить проблемы согласования различных протоколов, за основу был взят эффективный и надежный протокол TCP/IP(Transmittion Control Protocol/Internet Protocol -протокол управления передачей/межсетевой протокол). Этот протокол используется как «внутренний» протокол в локальных сетях, работающих под управлением операционной системы UNIX. На основе использования протокола TCP/IP началось интенсивное соединение самых разных сетей. Таким образом в начале 80-х годов стихийно образовалась единая всемирная сеть, которая получила название Интернет. Интернет — это не просто глобальная сеть, это объединение огромного количества сетей планетарного масштаба, это всемирная «сеть сетей».

Бурные процессы развития персональных компьютеров, аппаратных и программных сетевых средств привели к лавинообразному росту пользователей, имеющих прямой доступ (или доступ через какую-либо локальную сеть) к поистине огромным информационным ресурсам Интернета. К настоящему времени доступ к Интернету имеют сотни миллионов людей со всего земного шара.

Сеть Интернет, рассматриваемая как единое целое, не принадлежит какому-то отдельному частному собственнику, организации или государству. Подобно телефонной сети, которая также охватывает все страны мира, Интернет представляет собой добровольное объединение сетей, связывающее множество локальных и территориальных сетей, принадлежащих коммерческим компаниям, научным и университетским центрам, правительственным учреждениям.

Координирующим органом сети является организация ISOC(Internet SOCiety -общество Интернета), состоящая из специалистов и заинтересованных лиц разных стран. Эта организация выбирает авторитетный орган — IAB (Internet Architecture Board — совет по архитектуре Интернета), который принимает решения о функционировании сети. Технические рекомендации совету готовит инженерная группа IETF(Internet Engeneering Task Force — рабочая группа по инженерным проблемам Интернета).

IP-номер

Любой компьютер, включенный в Интернет по протоколу TCP/IP, имеет свой сетевой адрес, свой «личный номер», который образуется из четырех целых чисел, принадлежащих диапазону от 0 до 255 и отделенных друг от друга точкой. Например, таким адресом может быть 128.252.135.4 или 192.94.50.236. Эта система адресации компьютеров в сети позволяет подключить к ней максимум 256x256x256x256=4 294 967 296 компьютеров. Адреса компьютеров в Интернете часто называют IP-номерамиили IP-адресами.Можно считать, что IP-номер компьютера является некоторым аналогом телефонного номера.

Когда к Интернету подключается какая-либо крупная территориальная или национальная сеть, ISOC выделяет для этой сети соответствующий ее возможным масштабам и потребностям диапазон IP-номеров. Далее руководство сети уже самостоятельно выделяет конкретным, входящим в нее локальным сетям группы номеров из имеющегося в его распоряжении диапазона. Администраторы локальных сетей по тому же самому принципу выделяют подключаемым к сети компьютерам конкретные IP-номера.

Существует два способа выделения IP-номера. Первый способ — динамическое (временное) выделение, когда IP-номер выделяется компьютеру только на время сеанса связи с Интернетом, причем выделяемый номер может изменяться от одного подключения к другому. Такой способ обычно применяется в тех случаях, когда компьютер эпизодически подключается к сети. Второй способ — постоянное закрепление IP-номера за компьютером. Этот способ применяется в случаях постоянной работы компьютера в сети. Для подключаемых к сети пользователей безразлично, каким именно способом им выделяется IP-номер — при любом способе его выделения компьютер, имеющий IP-номер, является полноправным членом сети. В большинстве случаев пользователю не приходится работать с IP-номерами компьютеров и, следовательно, знать их необязательно.

Компьютер, которому выделен постоянный или динамический IP-номер, называется головным, ведущим, главным или host-компьютером (произносится «хост-компьютер», host — ведущий). Каждый головной компьютер, во-первых, соединен линиями связи с другими головными компьютерами сети, а во-вторых, к каждому головному компьютеру могут быть подсоединены компьютеры и терминалы, которые не имеют своих IP-номеров и, следовательно, не являются полноправными членами Интернета. С этих компьютеров и терминалов также можно получить доступ к ресурсам сети. Но этот доступ осуществляется только через посредника, только через «свою» головную машину сети. Поэтому такой доступ может потребовать больше времени, так как любая передача информации происходит не напрямую в сеть (или из сети), а с обязательным промежуточным запоминанием на головном компьютере.

Головные компьютеры, находящиеся в распоряжении отдельных пользователей, подсоединяются к более мощным головным компьютерам локальной сети организации или учреждения, которые в свою очередь соединены линиями связи высокой пропускной способности с головными компьютерами территориальных или национальных сетей. Последние связаны между собой по всему миру. Таким образом обеспечивается возможность организовать связь и обмен информацией между любыми двумя головными компьютерами Интернета.

Доменный адрес

IP-номера используются сетевой аппаратурой для адресации и передачи информации между головными компьютерами сети. Этот способ адресации является самым «удобным» для сетевого оборудования. И в то же время он не очень удобен для людей, работающих в сети. Чтобы сделать адресацию сети более приемлемой для людей, одновременно с IP-номерами в Интернете введена так называемая доменная (от слова domain — домен, область, владение) адресация.

В этой системе адресации вся совокупность компьютеров Интернета разбита на большие группы, которые называются доменами верхнего (первого) уровня. В эти группы включаются головные компьютеры сети по территориальному, национальному или какому-либо другому признаку. Каждый домен верхнего уровня имеет собственное имя. Эти имена регистрируются в ISOC и закрепляются за соответствующими сетями и организациями на постоянной основе. Примеры имен доменов верхнего уровня приведены в табл. 14.1. Из нее видно, что головные компьютеры России находятся в двух доменах ruи su, головные компьютеры Великобритании находятся в домене uk, а входящие в Интернет компьютеры США распределены между доменами com, edu, gov, mil, org, us. К домену net относятся компьютеры сетевых служб различных стран мира. В общем случае, как и в домене net, к доменам, организованным по профессиональному или иному принципу (например, edu, com и т. д.), могут относиться головные компьютеры, находящиеся в различных странах мира.

Таблица 14.1.Имена некоторых доменов верхнего уровня

Каждый домен верхнего уровня может делиться на домены следующего (второго) уровня. Один домен верхнего уровня может содержать произвольное количество доменов второго уровня. Обычно такие домены образуются из крупных территориальных, региональных или городских сетей. Например, в домене верхнего уровня ru (Россия) имеются домены: altai (Алтай), Vologda (Вологда), samara (Самара) и т. д. Эти домены, в свою очередь, могут делиться на домены еще более низкого (третьего) уровня, соответствующего локальным вычислительным сетям. На самом нижнем уровне имена получают конкретные головные компьютеры. Доменная структура Интернета обычно содержит от двух до четырех уровней. Она похожа на иерархическую структуру каталогов на дисковых устройствах.

ВНИМАНИЕ

Для полной адресации компьютера в Интернете нужно указать имена всех доменов, в которые входит этот компьютер, причем адрес принято начинать с сетевого имени (адреса) самого компьютера, а заканчивать названием домена верхнего уровня. Имена компьютера и всех доменов промежуточных и верхнего уровня отделяются друг от друга точкой.

Возьмем, например, доменный адрес ssu.samara.ru. Здесь ssu (от Samara State University — Самарский государственный университет) — имя головного компьютера, samara (Самара) — имя городской сети (домена второго уровня), ru (от Russia — Россия) — имя домена верхнего (первого) уровня. Можно заметить, что похожим образом указывается маршрут к конкретному файлу на дисковом устройстве. Однако при задании доменного адреса компьютера сети имена доменов отделяются друг от друга не косой чертой (\), а точкой. Кроме того, как уже отмечалось, имена доменов перечисляются в порядке от имени компьютера к имени домена верхнего уровня, то есть в порядке, противоположном перечислению имен подкаталогов в маршруте.

На рисунке 14.6 приведены примеры доменных имен с разным количеством уровней. Цифрой 1 на рисунке обозначены имена доменов верхнего (первого) уровня, цифрой 2 — имена доменов второго уровня (территориальные сети), цифрой 3 — третьего уровня (локальные сети), а буквой «к» — имена головных компьютеров.

Рис. 14.6. Примеры доменных адресов

В целом система адресации компьютеров в Интернете напоминает обычный почтовый адрес, записанный в специальной форме, исключающей возможности неоднозначного его толкования. Заметим, однако, что доменные адреса записываются на американский манер — название страны в конце адреса, перед ним название штата и т. д., адресат в самом начале адреса. Если же доменный адрес читать справа налево, то получится адрес, записанный в принятом для нашей страны стиле, — ru, samara, ssu — Россия, Самара, Самарский госуниверситет.

Каждый входящий в Интернет компьютер имеет IP-номер, используемый, в основном, аппаратурой, и однозначно связанный с ним доменный адрес (доменное имя). Например, головной компьютер с IP-номером 195.209.67.6 имеет доменное имя ssu.samara.ru. Таблицы соответствия IP-номеров и доменных имен компьютеров находятся на специально выделенном компьютере, который называют DNS-сервером (Domain Name Server — сервер имен доменов). Роль DNS-сервера выполняет один из головных компьютеров локальной или территориальной сети. Таким образом, в Интернете имеется большое количество серверов имен доменов, обеспечивающих правильную адресацию всех головных компьютеров сети как для сетевой аппаратуры, так и для пользователей сети. Причем конечным пользователям достаточно знать только доменные имена, IP-номера ими практически никогда не используются.

Узел Интернета

Организация, которая обеспечивает подсоединение отдельных пользователей к Интернету и имеет право выделять постоянные или динамические IP-номера и доменные имена, называется узлом Интернета, поставщиком услуг Интернета или провайдером (provider — поставщик). Узлы Интернета могут быть коммерческими, некоммерческими (бесприбыльными), государственными (бюджетными), правительственными организациями, находиться в структуре высших учебных или научных учреждений. Доступ к сети конечным пользователям предоставляется из локальных сетей организаций или же по телефонным линиям. Узлы Интернета рассматриваемого уровня подключаются к более крупным узлам, которые обеспечивают работу группы узлов низшего уровня, разбросанных на определенной территории. Крупные узлы, в свою очередь, могут присоединяться к национальным узлам, имеющим постоянную связь друг с другом по всему миру.

Роль узла Интернета (провайдера), вообще говоря, похожа на роль местной телефонной станции. А вся сеть Интернет в целом по своей структуре напоминает мировую телефонную сеть, в которой с любого телефона, подключенного к телефонной станции, зная код города и код страны, можно позвонить любому абоненту в другой город и другую страну.

В состав узла Интернета обязательно входит сервер имен доменов, обеспечивающий соответствие доменных имен компьютеров и их IP-номеров для всех подсоединенных к данному узлу головных компьютеров. Кроме того, в каждом узле выделяется специальный компьютер с таблицами маршрутов, по которым для каждого адреса Интернета определяется следующий ближайший узел сети, на который нужно переслать информацию, чтобы она в конце концов дошла до адресата. Такие компьютеры принято называть маршрутизаторами, или роутерами (router -указывающий путь, маршрут). В принципе, один и тот же головной компьютер может совмещать выполнение функций маршрутизатора и сервера имен доменов.