3. Определение Internet. Топология глобальных и локальных сетей (гвс, лвс). Функциональная модель Internet.
В настоящее время Интернет — это глобальная, межконтинентальная сеть, она объединяет десятки миллионов компьютеров и локальных сетей.
Интернет (англ. Internet) — всемирная система объединённых компьютерных сетей, построенная на использовании протокола IP и маршрутизации пакетов данных. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для Всемирной паутины и множества других систем (протоколов) передачи данных.
Интернет — это общедоступная сеть, открытая для любого пользователя, имеющего компьютер с модемом 1 и некоторое специальное программное обеспечение. К середине 2008 года число пользователей, регулярно использующих Интернет, составило около 1,5 млрд человек.
Основу Интернета составляют высокоскоростные телекоммуникационные магистральные сети 2. К магистральной сети через точки сетевого доступа NAP (Network Access Point) подсоединяются автономные системы, каждая из которых уже имеет свое административное управление, свои внутренние протоколы маршрутизации. Примерами таких автономных систем могут служить сеть EUNet, охватывающая страны центральной Европы, сеть RUNet (Рунет), объединяющая университеты России, и т. п. Автономные сети формируют компании-провайдеры, предоставляющие услуги доступа в Интернет.
Основные ячейки Интернета — это локальные вычислительные сети. Но существуют и локальные компьютеры, самостоятельно подключенные к Интернету. Компьютеры сетевые или локальные, непосредственно подключенные к Интернету, называются хост-компьютерами. Если некоторая локальная сеть подключена к Интернету, то и каждая рабочая станция этой сети также имеет выход в Интернет через хост-компьютер сети. В качестве хоста может использоваться web-сервер или сервер-шлюз (часто именуемый прокси-сервером) — рабочая станция, имеющая специализированное программное обеспечение для непосредственной работы в Интернете, например программы EasyProxy, WinProxy, WinGate2.. Каждый подключенный к Интернету компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти абонент из любой точки света.
Структура сети Интернет — типичная клиент-серверная, то есть имеются компьютеры, в основном получающие информацию из сети — «клиенты», а есть компьютеры, снабжающие клиентов информацией — «серверы» (серверы также накапливают ее, но основная их функция — отдавать). Важной особенностью Интернета является то, что он, объединяя различные сети, не создает при этом никакой иерархии — все компьютеры, подключенные к сети, равноправны.
Топология глобальных сетей
Глобальная (WAN — Wide Area Network) — сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей. Иногда – объединение локальных сетей.
Она объединяет компьютеры, которые называются хостами. Хосты соединяются коммуникационными подсетями, для краткости называемые подсетями. Задачей подсети является передача сообщений от хоста к хосту и, таким образом в глобальных сетях коммуникативный аспект отделен от прикладного, что значительно увеличивает структуризацию сети, а следовательно, упрощает ее разработку и обслуживание.
Подсеть в свою очередь состоит из компонентов двух типов: линий связи и маршрутизаторов. Задачей маршрутизаторов является определение маршрута передаваемого информационного пакета.
Если какие-либо два маршрутизатора не соединены напрямую, то они общаются через промежуточные маршрутизаторы. Тогда переданный пакет получается каждым промежуточным маршрутизатором целиком, хранится на нем до тех пор, пока не освободится требуемая линия связи, а затем передается дальше. Подсети, работающие по такому принципу, называются подсетями с промежуточным хранением. На сегодняшний день все подсети глобальных сетей за исключением тех, которые используют спутники связи, являются подсетями с промежуточным хранением.
В глобальных сетях обычно используется коммутация пакетов. Ниже представлен алгоритм работы коммутации пакетов:
1) Приложение, выполняемое на передающем хосте, дает запрос на пересылку сообщения приложению, выполняемому на принимающем хосте.
2) Передающий хост осуществляет разбивку сообщения на пакеты, каждый из которых имеет порядковый номер.
3) Пакеты друг за другом направляются в линию связи и по отдельности передаются по подсети.
4) Маршрутизаторы подсети определяют оптимальный маршрут прохождения пакетов. Решение о выборе маршрута маршрутизаторами осуществляется на локальном уровне согласно алгоритму маршрутизации. При этом предпринимается попытка проложить оптимальный путь, учитывая степень загруженности линий связи.
5) Принимающий хост собирает пакеты и реконструирует начальное сообщение.
Понятие топологии сети. Базовые топологии
Важнейшей характеристикой локальной сети является ее топология, или, другими словами, конфигурация.
Топологией или «топологией сети», называется определенное физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов в сети. Топология вычислительной сети – это ее структура («геометрическая форма»), т.е. топология сети определяет, каким образом связаны компьютеры в сети.
Существует три базовых типа топологии: шина (bus); звезда (star); кольцо (ring). На основе этих топологий строятся различные комбинации, например звезда-шина и звезда-кольцо.
Топология сети обуславливает ее характеристики. В частности, выбор той или иной топологии влияет:
- на состав необходимого сетевого оборудования;
- характеристики сетевого оборудования;
- возможности расширения сети;
- способ управления сетью.
Понятие глобальной сети. Понятие Интернет
В настоящее время компьютерные сети выходят за пределы ЛВС и вырастают в глобальные компьютерные сети (ГВС), охватывая целые страны и континенты. Самые первые типы локальных сетей не могли соответствовать потребностям крупных предприятий, офисы которых обычно расположены в различных местах. Но как только преимущества компьютерных сетей стали неоспоримы и сетевые программные продукты начали заполнять рынок, перед корпорациями — для сохранения конкурентоспособности — встала задача расширения сетей. Так на основе локальных сетей возникли более крупные системы. Сегодня, когда географические рамки сетей раздвигаются, чтобы соединить пользователей из разных городов и государств, ЛВС превращаются в глобальную вычислительную сеть [ГВС (WAN)], а количество компьютеров в сети уже может варьироваться от десятка до нескольких тысяч. Интернет — это сложное техническое образование, обладающее свойством самоорганизации и саморегуляции. Это свойство, характерное для объектов живой природы, крайне редко проявляется в технических системах. На нем основана высокая устойчивость Интернета в техническом, экономическом, социальном и политическом смысле. Сегодня невозможно указать какой-то сектор Сети, при выходе которого из строя (по любой причине) нарушилось бы функционирование Интернета в целом и его дальнейшее саморазвитие. Саморазвитие Интернета происходит путем его расширения за счет включения все новых и новых компонентов. Этот процесс напоминает ветвление живого растительного организма, только в его основе лежат не естественные процессы обмена веществ, а экономические процессы обмена ресурсами. Рост и развитие происходят одновременно и сбалансировано по трем направлениям, соответствующим трем основным компонентам Интернета: аппаратному, программному и информационному.
Способы передачи информации, коммутация в сетях
Передача данных в сетях производится следующими традиционными методами: коммутацией каналов, коммутацией сообщений и коммутацией пакетов. Коммутация – это метод установления связи, который обеспечивает передачу информации из одной точки (узла сети) в другую между динамически меняющимися источниками и приемниками данных. Каналом связи называют физическую среду и аппаратные средства, осуществляющие передачу информации от одного узла коммутации к другому либо к адресату связи. Канал связи, оснащенный аппаратурой для передачи дискретной информации, называют каналом передачи данных (информационным каналом). Коммутация пакетов предусматривает, что перед отправкой информации передаваемое сообщение подвергается в интерфейсных процессорах пакетированию – разбивается на пакеты ограниченной длины. Каждый пакет сопровождается служебной информацией (заголовком), где указываются адреса отправителя и получателя информации, номер пакета в сообщении и другая системная информация (например, о типе пакета – служебный или содержащий данные и т.п.). Пакеты являются независимыми единицами информации, передаваемыми по сети. По одному и тому же каналу в одно и то же время могут вперемежку передаваться пакеты, принадлежащие разным сообщениям. Пакеты одного сообщения могут передаваться адресату разными маршрутами. Это уменьшает время передачи, увеличивает надежность и защищенность. В пункте назначения интерфейсный процессор должен сформировать из полученных пакетов сообщение в его исходной форме. Общедоступные сети передачи данных обеспечивают коммутацию данных в виде пакетов.