В начале 80-х годов 5 локальных сетей соединили в единый комплекс с помощью их центральных компьютеров – сетевые рабочих станций. Эти сети, как и сеть ARPAnet, использовали протокол обмена данными IP. Согласно заложенной в данный проект идее, планировалось объединить американские исследовательские центры в глобальную информационную систему, создав своеобразную сеть сетей Internetwork (сокращенно Internet). Эта система должна была содержать самую свежую, постоянно обновляющуюся информацию о научных исследованиях изыскательских учреждений. По замыслу, появление такой сети позволило бы большинству исследовательских институтов иметь быстрый доступ к самым современным разработкам ученых, однако получилось из этой идеи совершенно другое.
Многочисленные коммерческие организации, имеющие к науке отношение весьма далекое, в духе времени стали создавать собственные локальные сети, связывавшие между собой, например, отдел продаж, бухгалтерию, совет директоров. Это было удобно – информация передавалась мгновенно и, практически, никогда не терялась.
Связь была быстро установлена. Кто-то соединил кабелем компьютер в США с сетевой станцией в Канаде. С появлением специальных спутников открылась возможность ретранслировать информационный сигнал через океан, благодаря чему была налажена связь с Европой.
Так научно-исследовательская информационная сеть превратилась в Internet.
Совершенствование персональных компьютеров и их удешевление привело в конце 80-х годов к тому, что частные пользователи получили возможность осуществлять связь с Интернетом по коммутируемым телефонным каналам посредством модемов. Модем – это устройство, преобразующее цифровой поток информации от компьютера в аналоговый звуковой сигнал и выдающий его в обычную телефонную линию. На другом конце модем принимающего компьютера трансформирует звуковой сигнал опять в цифровой. Каждый модем является как приемником, так и передатчиком.
Единица измерения скорости связи между двумя компьютерами – bps (бит в секунду) определяется количеством бит передаваемой информации в секунду.
Сетевой узел – это включенная в Internet машина, которая объединяет несколько локальных сетей, использующих один сетевой протокол (рис. 4).
Принципы работы Internet. Когда вы снимаете телефонную трубку и набираете номер своего друга, то сигнал с вашего телефона поступает на телефонную станцию, а оттуда на аппарат, установленный дома у друга. В течение всего времени вашего общения никто другой не сможет дозвониться ни к нему, ни к вам, так как вы заняли определенный участок сети, который в этот момент времени обслуживает только вас. Такой принцип организации связи носит название «сеть с коммутацией линий», что на сухом техническом языке означает нерациональное использование сетевых ресурсов. Примером системы, реализующей подобный алгоритм, может служить любительская сеть Fidonet.
Рис. 4. Сетевой узел
Интернет является сетью с коммутацией пакетов и работает по принципиально иной схеме. Когда ваш компьютер обращается к другому компьютеру, подключенному к Интернету, вы не блокируете определенную линию. Ваш компьютер пересылает удаленному компьютеру дискретный пакет информации, тот получает его и в следующий момент времени начинает принимать информацию от другого пользователя, потом отсылает пакет третьему, отправляет пакет вам и снова переключается на прием данных от очередного абонента.
Протокол IP позволяет только транслировать данные. Для управления этим процессом служит протокол TCP (Transmission Control Protocol), опирающийся на возможности протокола IP.
Как же контролируется передача информации? Предположим, вы хотите переслать по почте вашему другу журнал, не потратив при этом денег на отправку бандероли. Как решить эту проблему, если почта отказывается принимать письма, содержащие более нескольких бумажных листов? Выход простой: разделить журнал на страницы и отправлять их отдельными письмами. По номерам страниц ваш абонент сможет собрать весь журнал. Приблизительно таким же способом работает протокол TCP. Он дробит информацию на несколько частей, присваивает каждой части номер, по которому впоследствии можно будет соединить все данные воедино, добавляет к ней служебную информацию и укладывает все это в отдельный IP-конверт. Далее этот конверт отправляется по сети, так как Интернет умеет обрабатывать IP-информацию.
Поскольку по такой схеме протоколы IP и TCP связаны, их часто объединяют в одно понятие TCP/IP. Размер передаваемых по сети TCP/IP-пакетов составляет, как правило, от 1 до 1500 байт.
Когда вы пользуетесь обычной почтой, то можете столкнуться с тем, что письма теряются или приходят не по адресу. Те же проблемы характерны и для Интернета и занимается ими протокол TCP. Если какой-либо пакет данных не был доставлен получателю вовремя, TCP повторяет пересылку до тех пор, пока информация не будет принята корректно и в полном объеме.
В действительности, данные, передаваемые по электронным сетям, не только теряются, но зачастую искажаются из-за помех на линии связи. TCP-алгоритмы следят за корректностью передачи данных и решают эту проблему.
Что же происходит при передаче данных на удаленный компьютер? На самом деле ваша машина, естественно, не транслирует информацию непосредственно компьютеру получателя. Данные, попадая на компьютер, соединяющий вас со Всемирной сетью, передаются на другую машину, с которой соединен этот компьютер, и так до первого узла. Далее определяется направление, приблизительно соответствующее тому, в котором находится конечный получатель, то есть находится маршрут информационного пакета. Пакет отправляется дальше до следующего узла, где снова определяется его дальнейший маршрут. Этот процесс называется маршрутизацией. Для того, чтобы пакет с информацией попал к адресату, узлы Интернета, через которые он движется, имеют в своем распоряжении так называемые таблицы маршрутизации – электронные базы данных, в которых содержатся указания, куда именно отсылать тот или иной пакет информации, если он следует на такой-то адрес.
Система адресации в Интернете. Каждый человек имеет адрес, по которому его можно разыскать. Каждая работающая в Интернете машина, имеет также свой уникальный адрес.
Адреса в Интернете разительно отличаются от привычных нам почтовых. Бесполезен для пакета информации адрес в виде записи страны, города, фамилии пользователя. Но если указать компьютеру в качестве адреса нечто вроде 196.75.125.12 – машина его поймет.
Именно стандарт TCP/IP подразумевает подобную запись адресов подключенных к Интернету компьютеров. Такая запись носит название IP-адрес. Из приведенного примера видно, что IP-адрес состоит из четырех десятизначных идентификаторов, или октетов, по одному байту каждый, разделенных точкой.
Левый октет указывает тип локальной интрасети, в которой находится искомый компьютер. Последний идентификатор IP-адреса обозначает номер хоста в данной локальной сети (хостом называется любой подключенный к Интернету компьютер, независимо от его назначения). Все что расположено между правым и левым октетами в такой записи – номера подсетей более низкого уровня.
Разберемся на примере: 196.75.125.12.
Пусть мы имеем некий адрес в интернете, на который хотим отправить несколько фотографий. В качестве примера возьмем адрес 196.75.125.12.
Итак, мы отправляем пакет в 196-ю подсеть сети Интернет, допустим, что 196-я сеть включает в себя еще 155 подсетей, но наш пакет высылается в 75-ю. Она содержит, допустим, 250 локальных сетей, из них нам нужна 125-я. И, наконец, к 125-й сети подключено 40 компьютеров. Исходя из рассматриваемого нами адреса, набор фотографий получит машина, имеющая сетевой номер 12.
Для того, чтобы облегчить пользователям Интернета работу в сети и избавить от необходимости заучивать наборы цифр, была создана доменная система имен (Domain Name System – DNS). Однако компьютеру как раз намного легче работать с набором цифр, что он собственно и делает, получая по введенному оператором доменному имени уже знакомый IP-адрес удаленной машины.
Каков же механизм функционирования DNS? Сотни лет человечеству известен алгоритм, который используется при обмене корреспонденции. Письмо, согласно почтовому адресу, указанному на конверте, сначала поступает в самую крупную административную зону – страну, например, в Россию. Двух стран с одинаковыми названиями не бывает, поэтому письмо не заблудится по дороге. В мире имеются два Санкт-Петербурга, один – в России, второй – в штате Флорида США. Однако в данном случае письмо уже поступило в Россию, оно попадет в российский Санкт-Петербург, то есть в более мелкую административную зону – город. Предположим, что затем письмо должно проследовать на улицу Садовую. В Санкт-Петербурге лишь одна улица Садовая. Далее на любой улице любого города есть дом № 13, но на улице Садовой – только один. В любом доме есть только одна квартира №1. Следовательно, почтальон опустит письмо именно в тот почтовый ящик, в который нужно. Корреспонденция достигает адресата.
Таким образом, путь нашего письма к конечному получателю И. И. Иванову можно описать так:
И.,
Кв.1, дом 13
Улица Садовая
Санкт-Петербург
Россия.
Пример записи виртуального адреса:
Myhost. mydomain. spb. ru
Такое обозначение адреса принято называть URL (Uniform Resource Locator), что можно перевести как универсальный определитель местонахождения ресурса. Соответственно строка вызова, размещенного по этому адресу web-страницы, будет выглядеть так:
http://www. myhost. mydomain. spb. ru,
где http – протокол передачи гипертекстового документа (Hyper Text Transfer Protocol);
www – указание на то, что передаваемые данные являются стандартным сервисом Интернета, то есть web-страницей (World Wide Web – Всемирная паутина).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
Основные порталы (построено редакторами)