Инфраструктура сети (структура и принципы построения сети Интернет)
Итак, Интернет — это множество компьютеров (хостов) и различных компьютерных сетей, объединенных сетью, которые взаимодействуют при помощи протоколов связи TCP/IP. Вся информация в Интернет хранится на Web-серверах. Серверы, объединенные высокоскоростными магистралями или каналами общественных телекоммуникаций (выделенным телефонным аналоговым и цифровым линиям, оптическим каналам связи и радиоканалам, в том числе спутниковым линиям связи), составляют базовую часть сети Интернет.
Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными программами. Они позволяют пересылать почту и файлы, производить поиск в базах данных и выполнять другие задачи. Доступ отдельных пользователей к информационным ресурсам Internet обычно осуществляется через Internet — провайдеров (Internet Service Provider — ISP) или корпоративную сеть.
Провайдеры располагают компьютерной сетью, которая имеет постоянное соединение с Интернет. Компьютеры, входящие в сеть провайдера и служащие для подключения абонентов к Интернету, называются серверами доступа или маршрутизаторами.
В качестве маршрутизаторов чаще всего используются компьютеры с сетевой операционной системой UNIX или аппаратные маршрутизаторы. Структура глобальной сети Internet и более подробное описание сети изложено в разделе Структура и основные принципы построения сети Интернет
Способы доступа
Доступ в Internet, как правило, получают через Internet — провайдеров. В настоящее время существует множество способов соединения с сетью Интернет. Способ подключения компьютера к сети Интернет зависит от используемого пользователем уровня услуг, которые он хочет получить от провайдера (поставщика услуг), от скорости и качества передачи данных.
Способы подключения к Интернет можно классифицировать по следующим видам:
- коммутируемый доступ;
- доступ по выделенным линиям;
- доступ по широкополосной сети (DSL — Digital Subscriber Line);
- доступ к Интернет по локальной сети;
- спутниковый доступ в Интернет;
- доступ к Интернет с использованием каналов кабельной телевизионной сети;
- беспроводные технологии
Адресация в сети
Каждый компьютер, подключенный к сети TCP/IP (Интернет), имеет свой уникальный IPадрес или IP – номер. Адреса в Интернете могут быть представлены как последовательностью цифр из четырех чисел в диапазоне 0 — 255 разделенными точками (например, 223.255.255.0), так и именем (например, www.lessons-tva.info.), построенным по определенным правилам. Компьютеры при пересылке информации используют цифровые адреса, а пользователи в работе с Интернетом используют в основном имена.
Метод связи имен и IP – номеров называется сервером имени домена (Domain Name Server, DNS). Сервер DNS поддерживает список имен компьютеров, локальных сетей и соответствующих им IP – номеров. Сервер DNS, как правило, устанавливается у сервиспровайдера, и он автоматически обслуживает ПК, которые подключаются к Интернет
через сервер доступа данного провайдера. Браузер, прежде чем отправлять запрос узлу по введенному доменному имени, сначала обращается к серверу DNS сервис-провайдера, который сообщает браузеру IP-адрес узла соответствующий доменному имени, введенному в браузере.
В Интернете применяется так называемая доменная система имен. Каждый уровень в такой системе называется доменом. Имя домена состоит из нескольких частей, расположенных в определенном порядке и разделенных точками. Домены отделяются друг от друга точками, например: www.lessons-tva.info.
IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла (компьютера) в сети. Если отдельный компьютер (хост-компьютер) или сеть являются составной частью сети Интернет, то IP-адрес присваивается специальным подразделением Интернета.
Распределением IP адресов занимается организация ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers), а в Европе распределением IP адресов между региональными провайдерами занимается RIPE. Адреса компьютеров, подключенных к локальной сети провайдера, определяют администраторы сети.
IP-адреса бывают статические и динамические. Если за компьютером, подключенным к Интернет, закреплен постоянный IP-адрес, то такой адрес называется статическим. Если компьютеру присваивается новое значение IP-адреса при каждом подключении к Интернет, то этот адрес является динамическим.
В Интернете используются не доменные имена, а Universal Resource Locator (URL). URL — это адрес любого ресурса (документа, файла) в Internet, он указывает, с помощью какого протокола следует к нему обращаться, какую программу следует запустить на сервере и к какому конкретному файлу следует обратиться на сервере.
Общий вид URL: протокол://хост-компьютер/имя файла (например: http://www.lessonstva.info/book.html). Более подробно об адресации в сети изложено в разделах IP-адресация и Адресация в сети Интернет.
Тео́рия гра́фов — раздел дискретной математики, изучающий свойства графов. В общем смысле граф представляется как множество вершин (узлов), соединённых рёбрами. В строгом определении графом называется такая пара множеств. G = (V, E), где V есть подмножество любого счётного множества, а E — подмножество V \times V.
Теория графов находит применение, например, в геоинформационных системах (ГИС). Существующие или вновь проектируемые дома, сооружения, кварталы и т. п. рассматриваются как вершины, а соединяющие их дороги, инженерные сети, линии электропередачи и т. п. — как рёбра. Применение различных вычислений, производимых на таком графе, позволяет, например, найти кратчайший объездной путь или ближайший продуктовый магазин, спланировать оптимальный маршрут.
Теория графов содержит большое количество нерешённых проблем и пока не доказанных гипотез.
Принципы построения сети Интернет
Интернет обладает некоторыми чертами почты, некоторыми чертами телеграфа и некоторыми чертами телефона. Так же, как в телеграфе, в Интернете используется цифровая передача информации. Как в телефонной сети каждому телефону присваивается телефонный номер, так и каждому компьютеру в Интернете присваивается свой номер, который называется IP-адресом. Только в Интернете, в отличие от телефона, нет путаницы с локальными номерами и междугородними кодами: каждый IP-адрес имеет длину ровно 32 бита и записывается обычно как четыре десятичных числа (от 0 до 255), например, 62.76.161.102. Это глобальная нумерация: каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет уникальный IP-адрес.
Для обеспечения жизнеспособности всей сети необходимо, чтобы обмен информацией между различными ее блоками илиотдельными компьютерами велся на основе общепринятых стандартов. Набор формальных правил о том, как и в каком виде следует передавать данные между различными устройствами и программами, называется протоколом. Протокол позволяет корректно взаимодействовать программам, написанным разными авторами для разных типов компьютеров и операционных систем.
Интернет использует протокол TCP/IP. Этот протокол регламентирует, как следует разбивать длинное сообщение на пакеты, как должны быть устроены пакеты, как контролировать прибытие пакетов к месту назначения, что делать в случае ошибок передачи данных и другие детали.
Собственно, Интернет представляет собой объединение десятков тысяч отдельных сетей, которые используют протокол TCP/IP и единое пространство IP-адресов. В остальном эти сети административно и финансово независимы.
Еще одно важное достоинство коммутации пакетов — это легкость объединения в единую сеть разных по скорости каналов связи. Поэтому скоростные характеристики подключения к Интернету могут варьироваться в очень широких пределах, и разница будет заключаться лишь в скорости получения информации. Никаких других качественных отличий или ограничений не будет.
Доменная система имен и указатели ресурсов
Числовая адресация удобна для машинной обработки таблиц маршрутов, но совершенно неприемлема для восприятия и запоминания человеком. В 1984 году была введена система имен серверов в Интернет —DNS. Каждый сервер в Интернетеимеет свое уникальное имя в соответствии с этой системой. В системе DNS вводится понятие домена. Служба, которая обеспечивает перевод имен компьютеров в их IP-адреса, называется Доменной Службой Имен (DNS).
Доменом называется часть сети, находящаяся на ограниченном пространстве и состоящая из сервера и подключенных к нему компьютеров-клиентов. К концу 2000 года в Интернете было свыше 1 500 000 доменов. Каждый домен имеет имя. Главный сервер домена имеет это же имя. Имя сервера состоит из нескольких частей, разделенных точками. Этихчастей как минимум две. Обязательной частью является уникальное имя сервера. Эта часть пишется слева. Затем пишутся либо категория сервера, либо имя глобальной сети, в которую входит домен, либо имя страны, либо все эти имена.
- epson.com имя сервера epson, категория com;
- ntv.ru имя сервера ntv, код страны ги;
- rnd.edu.rimnet.ru имя сервера rnd, категория edu, имя сетиrunnet, код страны ru.
Структура и адресация Интернета
Интернет разделён иерархически на несколько уровней, чтобы обеспечить быстродействие, упростить управление и достичь устойчивости, необходимых в сети.
Слой Интернета, с которым непосредственно имеет дело большинство организаций и индивидуальных пользователей, известен как провайдеры Интернета.
За определённую плату эти провайдеры предоставляют организациям и индивидуальным пользователям коммутируемые или выделенные соединения с Интернетом.
Каждый компьютер или другое устройство, соединённое с Интернетом и использующий для связи с другими компьютерами сети специальный протокол TCP/IP, называется хост-узлом.
Каждый хост-узел в Интернете нуждается в уникальном адресе. Диапазоны этих адресов выделяются провайдерам организацией, известной как InterNIK (Internet Network Information Center).
Провайдеры, в свою очередь, выделяют диапазоны адресов отдельным организациям. Получив в своё распоряжение диапазон адресов, вы можете назначить их отдельным хост-узлам в вашей сети, которым нужен доступ в Интернет.
Каждый такой компьютер должен иметь уникальный физический адрес – IP-адрес, составленный из четырёх десятичных чисел, записанных через точку (каждое число в диапазоне от 0 до 255 – четыре байта). Например, 193. 126.7.29.
Такие адреса имеют и компьютеры пользователей, и мощные узлы провайдеров Интернета.
Для удобства пользователя в Интернете принято каждому физическому IP-адресу ставить в соответствие символический доменный адрес, который составлен из осмысленных буквенных обозначений, разделённых точкой, например, www.microsoft.com;
где ftp – FTP-сервер, российский узел «Элвис».
Такой адрес состоит из двух частей:
Доменное имя обычно состоит из двух-четырёх слов, называемых доменами, причём старший (правый) домен указывает или на страну, в которой находится узел, или на тип организации. Следующий домен обозначает узел (провайдера); иногда появляются и младшие домены, указывающие на подсети данного узла. Число простых доменов в полном доменном имени может быть произвольным. Младшее (левое) слово символического адреса – это имя компьютера или сервера данного узла.
Полное доменное имя должно заканчиваться точкой.
Для присвоения и преобразования символических адресов в понятные компьютеру физические адреса в Интернете существует специальная служба, которая называется
DNS (Domain Name System – система именования компьютеров в сети). Специальные серверы DNS на узлах сети извлекают из баз данных символические имена и заменяют их физическими адресами компьютеров.
Указание способа организации информации на конкретном хосте и идентификация размещённого на нём определённого информационного ресурса осуществляется посредством системы адресации, называемой URL (Uniform Resource Locator).
Адрес URL состоит из трёх частей:
1. Указание службы, которая осуществляет доступ к данному ресурсу (обычно обозначается именем прикладного протокола, соответствующего данной службе). Так, например, для службы WWW прикладным является протокол HTTP (Hyper Text Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста). После имени протокола ставится двоеточие (:) и два знака «/» (косая черта):
2. Указание доменного имени компьютера (сервера), на котором хранится данный ресурс:
https:// www.abcde.com.
3. Указание полного пути доступа к файлу на данном компьютере. В качестве разделителя используется символ «/» (косая черта):
https://www.abcde.com/ Files/New/abcdefg.zip
При записи URL-адреса важно точно соблюдать регистр символов. Прописные и строчные буквы в URL различаются.
Так как запоминать длинные URL достаточно сложно, во всех программных средствах работы в Интернет имеются так называемые Закладки (Bookmark), или адресные книги, с помощью которых каждому URL можно дать содержательное имя и затем выбирать его из ниспадающего списка.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями: