3.3. Глобальная сеть Internet. Общая характеристика, особенности построения.
Internet представляет собой глобальную компьютерную сеть, соединяющую отдельные сети. Internet обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сети, подключенные к ней. Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют.
Соединение сетей обладает громадными возможностями. Internet предоставляет в распоряжение своих пользователей множество всевозможных ресурсов.
Для того чтобы информация передавалась между компьютерами независимо от используемых линий связи, типа ЭВМ и программного обеспечения, разработаны специальные протоколы передачи данных. Они работают по принципу разбиения данных на блоки определенного размера (пакеты), которые последовательно отсылаются адресату. В Internet используются два основных протокола: межсетевой протокол IP разделяет передаваемые данные на отдельные пакеты и снабжает их заголовками с указанием адреса получателя и протокол управления передачей TCP отвечает за правильную доставку пакета. Так как эти протоколы взаимосвязаны, обычно говорят о протоколе TCP/IP.
Основные ячейки Internet — локальные вычислительные сети. Это означает, что Internet не просто устанавливает связь между отдельными компьютерами, а создает пути соединения для более крупных единиц — групп компьютеров. Если некоторая локальная сеть подключена к Internet, то каждая рабочая станция этой сети также может подключаться к Internet. Конечный узел в Internet называется хост- компьютером.
Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти абонент из любой точки света. К адресам станций предъявляются специальные требования. Адрес должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически, и должен нести информацию о своем владельце. С этой целью для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IP-адрес и доменный адрес. Первый из них более понятен компьютеру, второй — человеку. Оба эти адреса могут применяться равноправно.
Цифровой адрес имеет длину 32 бита. Он разделяется точками на 4 блока по 8 бит каждый, которые можно записать в виде десятичного числа, не превышающего значение 255. Адрес содержит полную информацию, необходимую для идентификации компьютера: адрес сети, третий, адрес подсети и адрес компьютера внутри заданной сети.
Доменный адрес определяет область, представляющую ряд хост- компьютеров. Этот адрес читается в обратном порядке: вначале указывается имя компьютера, а затем имя сети, в которой он находится. Для упрощения связи абонентов сети все ее адресное пространство разбито на отдельные области — домены. В системе адресов Internet приняты домены, представленные географическими регионами. Они имеют имя, состоящее из двух букв. Существуют домены, разделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенное сокращенное название.
Пример записи, использующей систему имени доменов: beta.engec.ru
beta – имя компьютера, принадлежащего данному домену;
engec – доменное имя сервера (получено или зарегистрировано);
ru – суффикс, определяющий принадлежность домена.
Компьютерное имя включает, как минимум, два уровня доменов. Уровни отделяются друг от друга точкой. Слева указывается домен верхнего уровня. Все имена, находящиеся слева — поддомены общего домена.
Для адресации отдельных пользователей в сети их регистрационные имена указываются слева от имени компьютера. После имени пользователя ставится знак @.
В Internet могут использоваться не только имена отдельных людей, но и имена групп.
Для обработки пути поиска в доменах имеются специальные серверы имен. Они преобразуют доменное имя в IP— адрес.
Интранет — это корпоративная сеть (возможно, сеть предприятия или офиса), использующая технологии и продукты Internet для хранения, связи и доступа к информации.
Глобальная сеть Internet
На примере всемирной глобальной сети Internet рассмотрим структуру глобальной сети. Сеть Internet представляет собой совокупность взаимосвязанных коммуникационных центров, к которым подключаются региональные поставщики сетевых услуг и через которые осуществляется их взаимодействие, т.е. Internet имеет типичную для глобальных сетей структуру (рис. 1). До 1995 года сеть Internet контролировалась National Science Foundation (NSF), которая создала три мощных коммуникационных центра: в Нью-Йорке, Чикаго и Сан-Франциско. Затем были созданы центры на Восточном и Западном побережье и много других федеральных и коммерческих коммуникационных центров. Между этими центрами устанавливаются договорные отношения о передаче информации и поддержании высокоскоростной связи. Совокупность коммуникационных центров образует подсеть связи, поддерживаемую рядом мощных компаний. С точки зрения пользователя в Internet выделяются поставщики услуг, поддерживающие информацию на серверах, и потребители этих услуг — клиенты. Взаимодействие поставщиков с потребителями осуществляется через коммуникационную систему с множеством узлов (рис. 2). Рис.2. Логическая схема глобальной сети Internet Принципы работы глобальной сети Работа Internet возможна потому, что разработаны стандартные способы общения между компьютерами и прикладными программами. Это позволяет компьютерам разного типа связываться между собой без особых проблем. IAB ответственен за стандарты; он решает, когда стандарт необходим и каким ему следует быть. Когда требуется стандарт, совет рассматривает проблему, принимает стандарт и по сети оповещает о нем мир. IAB также следит за различными номерами (и другими вещами), которые должны оставаться уникальными. Например, каждый компьютер в Internet имеет свой уникальный 32-разрядный двоичный адрес. Как присваивается этот адрес? IAB заботится о такого рода проблемах. Он не присваивает адресов самолично, но разрабатывает правила, как эти адреса присваивать. Адрес присваивает конкретный провайдер, обеспечивающий подключение компьютера к сети. Рассмотрим в самых общих чертах принципы работы глобальной сети с коммутацией пакетов, использующей протокол TCP/IP. Этот протокол лежит в основе как сети Internet, так и многих других. Знание основ построения сети позволяет понять смысл многих действий, которые придется выполнять пользователю для получения доступа к многочисленным и разнообразным ресурсам сети.
1.4.5. Основные особенности глобальной сети Internet
Internet – это не одна сеть, а сообщество сетей самой различной природы, принадлежащих различным собственникам, добровольно объединившимся на основе протоколов передачи информации. Основные протоколы: TCP и IP.
С самого начала и до сих пор Internet – это не одна сеть, а сообщество сетей самой различной природы, принадлежащих различным собственникам, добровольно объединившимся на основе протоколов передачи информации.
Основными протоколами являются TCP (Transfer Control Protocol – протокол передачи информации) и IP (Internet Protocol – адресный протокол). Протокол TCP определяет управление передачей информации в сети, а IP – правила адресации, то есть откуда и куда происходит передача.
Международная компьютерная сеть Internet представляет собой совокупность взаимосвязанных коммуникационных центров, к ним подключаются провайдеры, к которым, в свою очередь, подключаются серверы и пользователи.
Каждый сервер или пользовательский компьютер в сети имеет адреса трех уровней: локальный адрес (MAC-адрес), IP-адрес и доменный адрес (DNS-адрес).
Локальный адрес называется MAC-адресом (Media Access Control – управление доступом к среде). Такие адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными, так как управление их назначением централизовано. Формат MAC-адреса составляет 6 байтов. Локальный адрес используется только в пределах локальной сети при обмене данными между логически близкими узлами сети и маршрутизатором.
Старшие 3 байта – идентификатор производителя оборудования, а младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем.
Например, 11–А0–17–3D–BC–01
IP-адрес представляет собой 4-байтовую последовательность: первые два байта – идентификатор сети, а вторая пара байтов – идентификатор узла (назначается администратором сети). Например, 192.100.2.36, где 192.100 – сеть, 2 – подсеть, 36 – номер компьютера. Узел может входить в несколько сетей. В этом случае он должен иметь несколько IP-адресов.
Идентификатор сети назначается по рекомендации специального подразделения ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). Провайдеры услуг доступа в Internet получают диапазоны адресов у подразделений ICANN, а затем распределяют их между своими абонентами.
Обычно администратором сети назначаются постоянные IP-адреса, которые записываются как параметры настройки операционной системы. Однако имеется возможность и динамического назначения IP-адресов по автоматически формируемым запросам клиентов. При таком способе специализированный сервер (DHCP-сервер) присваивает IP-адрес из множества (пула) наличных IP-адресов без вмешательства администратора.
Диапазон значений пула IP-адресов задает администратор при конфигурировании DHCP-сервера. При динамическом распределении адресов DHCP-сервер выдает адрес клиенту на ограниченное время, что дает возможность впоследствии повторно использовать IP-адреса другими компьютерами.
IP-адрес назначается администратором сети независимо от его локального адреса во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.
Доменные адреса обязательно регистрируются в Информационном центре сети Internet (NIC – Internet Network Information Center). Полное доменное имя (DNS-адрес) представляет собой последовательность имен, разделенных точкой. Например, otvety.google..ru. Последним указывается имя корневого домена.
Имена компьютеров, имеющих доступ в Internet через узел (например, сервер локальной сети), отделяются от последующей части в полном доменном имени не точкой, а знаком @ (читается “эт”). Например, mme@ef.tsu.ru.
Первым (слева) указывается имя конкретного компьютера, затем – доменное имя организации, региона и т.д., последним (справа) – имя корневого домена. Как имена организаций, регионов, так и имена корневых доменов регистрируются в NIC.
Имена корневых доменов указывают на государство (например, ru – Россия, kz – Казахстан, us – США, su – Советский Союз) или принадлежность организации к определенному типу (например, com – коммерческие организации, edu – образовательные, gov – правительственные, net – сетевые, info – информация).
Доменный адрес (доменное имя, DNS-адрес) – это текстовое имя (идентификатор) компьютера или сервера, за которым скрывается соответствующий IP-адрес. Применяется для удобства работы пользователя. Пользователь работает с доменными именами, а соответствующее программное обеспечение и серверы службы DNS обеспечивают автоматическое преобразование их в IP-адреса и наоборот. Полное доменное имя (DNS-адрес) представляет собой последовательность имен, разделенных точкой. Например, otvety.google.ru. Последним указывается имя корневого домена. Имена корневых доменов указывают на государство (например, ru – Россия, kz – Казахстан, us – США, su – Советский Союз) или принадлежность организации к определенному типу (например, com – коммерческие организации, edu – образовательные, gov – правительственные, net – сетевые, info – информация).
Имена компьютеров, имеющих доступ в Internet, отделяются от следующей части полного доменного имени знаком @ (“эт”). Например, mme@ef.tsu.ru.
Лок.адрес: Локальный адрес называется MAC-адресом (Media Access Control – управление доступом к среде). Такие адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными, так как управление их назначением централизовано. Формат MAC-адреса составляет 6 байтов. Локальный адрес используется только в пределах локальной сети.