Все об Internet
Internet как всемирная глобальная компьютерная сеть. История образования, ее структура и управление. Использование протоколов. Прикладные программы. Исследование, образование и федеральное финансирование сетей. Коммерческое использование и безопасность.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.12.2010 |
| Размер файла | 116,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
58
57
Министерство науки, высшей школы и
технической политики
Российской Федерации.
Новосибирский Государственный
Технический Университет
Реферат по информатике
на тему
Всё об Internet
Студент
Борзов Андрей Николаевич
Новосибирск - 1997
Введение
Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня Internet имеет около 15 миллионов абонентов в более чем 150 странах мира. Ежемесячно размер сети увеличивается на 7-10%. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой.
Если ранее сеть использовалась исключительно в качестве среды передачи файлов и сообщений электронной почты, то сегодня решаются более сложные задачи распределенного доступа к ресурсам. Около трёх лет назад были созданы оболочки, поддерживающие функции сетевого поиска и доступа к распределенным информационным ресурсам, электронным архивам.
Internet, служившая когда-то исключительно исследовательским и учебным группам, чьи интересы простирались вплоть до доступа к суперкомпьютерам, становится все более популярной в деловом мире.
Компании соблазняют быстрота, дешевая глобальная связь, удобство для проведения совместных работ, доступные программы, уникальная база данных сети Internet. Они рассматривают глобальную сеть как дополнение к своим собственным локальной сетям.
При низкой стоимости услуг (часто это только фиксированная ежемесячная плата за используемые линии или телефон) пользователи могут получить доступ к коммерческим и некоммерческим информационным службам США, Канады, Австралии и многих европейских стран. В архивах свободного доступа сети Internet можно найти информацию практически по всем сферам человеческой деятельности, начиная с новых научных открытий до прогноза погоды на завтра.
Кроме того, Internet предоставляет уникальные возможности дешевой, надежной и конфиденциальной глобальной связи по всему миру. Это оказывается очень удобным для фирм имеющих свои филиалы по всему миру, транснациональных корпораций и структур управления. Обычно, использование инфраструктуры Internet для международной связи обходится значительно дешевле прямой компьютерной связи через спутниковый канал или через телефон.
Электронная почта - самая распространенная услуга сети Internet. В настоящее время свой адрес по электронной почте имеют приблизительно 20 миллионов человек. Посылка письма по электронной почте обходится значительно дешевле посылки обычного письма. Кроме того, сообщение, посланное по электронной почте дойдет до адресата за несколько часов, в то время как обычное письмо может добираться до адресата несколько дней, а то и недель.
В настоящее время Internet испытывает период подъема, во многом благодаря активной поддержке со стороны правительств европейских стран и США. Ежегодно в США выделяется около 1-2 миллиардов долларов на создание новой сетевой инфраструктуры. Исследования в области сетевых коммуникаций финансируются также правительствами Великобритании, Швеции, Финляндии, Германии.
Однако, государственное финансирование - лишь небольшая часть поступающих средств, т.к. все более заметной становится "коммерциализация" сети (ожидается, что 80-90% средств будет поступать из частного сектора).
Что такое Internet?
История сети Internet
В 1961 году Defence Advanced Research Agency (DARPA) по заданию министерства обороны США приступило к проекту по созданию экспериментальной сети передачи пакетов. Эта сеть, названная ARPANET, предназначалась первоначально для изучения методов обеспечения надежной связи между компьютерами различных типов. Многие методы передачи данных через модемы были разработаны в ARPANET. Тогда же были разработаны и протоколы передачи данных в сети - TCP/IP. TCP/IP - это множество коммуникационных протоколов, которые определяют, как компьютеры различных типов могут общаться между собой.
Эксперимент с ARPANET был настолько успешен, что многие организации захотели войти в нее, с целью использования для ежедневной передачи данных. И в 1975 году ARPANET превратилась из экспериментальной сети в рабочую сеть. Ответственность за администрирование сети взяло на себя Defence Communication Agency (DCA), в настоящее время называемое Defence Information Systems Agency (DISA). Но развитие ARPANET на этом не остановилось; Протоколы TCP/IP продолжали развиваться и совершенствоваться.
В 1983 году вышел первый стандарт для протоколов TCP/IP, вошедший в Military Standards (MIL STD), т.е. в военные стандарты, и все, кто работал в сети, обязаны были перейти к этим новым протоколам. Для облегчения этого перехода DARPA обратилась с предложением к руководителям фирмы Berkley Software Design - внедрить протоколы TCP/IP в Berkley (BSD) UNIX. С этого и начался союз UNIX и TCP/IP.
Спустя некоторое время TCP/IP был адаптирован в обычный, то есть в общедоступный стандарт, и термин Internet вошел во всеобщее употребление. В 1983 году из ARPANET выделилась MILNET, которая стала относиться к Defence Data Network (DDN) министерства обороны США. Термин Internet стал использоваться для обозначения единой сети: MILNET плюс ARPANET. И хотя в 1991 году ARPANET прекратила свое существование, сеть Internet существует, ее размеры намного превышают первоначальные, так как она объединила множество сетей во всем мире. Рисунок 1 иллюстрирует рост числа хостов, подключенных к сети Internet с 4 компьютеров в 1969 году до 3,2 миллионов в 1994. Хостом в сети Internet называются компьютеры, работающие в многозадачной операционной системе (Unix, VMS), поддерживающие протоколы TCP\IP и предоставляющие пользователям какие-либо сетевые услуги.
Рисунок 1. Рост числа хостов, подключенных к сети Internet.
Из чего состоит Internet?
Это довольно сложный вопрос, ответ на который всё время меняется. Пять лет назад ответ был прост: Internet - это все сети, которые, взаимодействуя с помощью протокола IP, образуют «бесшовную» сеть для своих коллективных пользователей. Сюда относятся различные федеральные сети, совокупность региональных сетей, университетские сети и некоторые зарубежные сети.
В последнее время появилась заинтересованность в подсоединении к Internet сетей, которые не используют протокол IP. Для того чтобы предоставлять клиентам этих сетей услуги Internet, были разработаны методы подключения этих «чужих» сетей (например, BITNET, DECnets и др.) к Internet. Сначала эти подключения, названные шлюзами, предназначались просто для пересылки электронной почты между двумя сетями, но некоторые из них выросли до возможности обеспечения и других услуг на межсетевой основе. Являются ли они частью Internet? И да и нет - всё зависит от того, хотят ли они того сами.
В настоящее время в сети Internet используются практически все известные линии связи от низкоскоростных телефонных линий до высокоскоростных цифровых спутниковых каналов. Операционные системы, используемые в сети Internet, также отличаются разнообразием. Большинство компьютеров сети Internet работают под ОС Unix или VMS. Широко представлены также специальные маршрутизаторы сети типа NetBlazer или Cisco, чья ОС напоминает ОС Unix.
Фактически Internet состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащих различным компаниям и предприятиям, связанных между собой различными линиями связи. Internet можно представить себе в виде мозаики сложенной из небольших сетей разной величины, которые активно взаимодействуют одна с другой, пересылая файлы, сообщения и т.п.
Кто управляет Internet?
Во многих отношениях Internet похожа на религиозную организацию: в ней есть совет старейшин, каждый пользователь сети может иметь своё мнение о принципах её работы и принимать участие в управлении сетью. В Internet нет ни президента, ни главного инженера, ни Папы. Президенты и прочие высшие официальные лица могут быть у сетей, входящих в Internet, но это совершенно другое дело. В целом же в Internet нет единственной авторитарной фигуры.
Направление развития Internet в основном определяет «Общество Internet», или ISOC (Internet Society). ISOC - это организация на общественных началах, целью которой является содействие глобальному информационному обмену через Internet. Она назначает совет старейшин, который отвечает за техническое руководство и ориентацию Internet.
Совет старейшин IAB (Internet Architecture Board или «Совет по архитектуре Internet») представляет собой группу приглашённых лиц, которые добровольно изъявили принять участие в его работе. IAB регулярно собирается, чтобы утверждать стандарты и распределять ресурсы (например, адреса). Internet работает благодаря наличию стандартных способов взаимодействия компьютеров и прикладных программ друг с другом. Наличие таких стандартов позволяет без проблем связывать между собой компьютеры производства разных фирм. IAB несёт ответственность за эти стандарты, решает, нужен ли тот или иной стандарт и каким он должен быть. Если возникает необходимость в каком-нибудь стандарте, IAB рассматривает проблему, принимает этот стандарт и объявляет об этом по сети. Кроме того, IAB следит за разного рода номерами (и другими вещами), которые должны оставаться уникальными. Например, каждый компьютер Internet имеет свой уникальный 32-х разрядный адрес; такого адреса больше ни у одного компьютера нет. Как присваивается этот адрес, решает IAB. Точнее, сам этот орган присвоением адресов не занимается, он устанавливает правила присвоения адресов.
У каждого пользователя в Internet имеется своё мнение относительно того, как должна функционировать сеть. Пользователи Internet выражают свои мнения на заседаниях инженерной комиссии IETF (Internet Engineering Task Force). IETF - ещё один общественный орган; он собирается регулярно для обсуждения текущих технических и организационных проблем Internet. Если возникает достаточно важная проблема, IETF формирует рабочую группу для дальнейшего её изучения. (На практике «достаточно важная» означает, как правило, что находится достаточно добровольцев для создания рабочей группы.) Посещать заседания IETF и входить в состав рабочих групп может любой; важно, чтобы он работал. Рабочие группы выполняют много различных функций - от выпуска документации и принятия решений о том, как сети должны взаимодействовать между собой в специфических ситуациях, до изменения значений битов в определённом стандарте. Рабочая группа обычно составляет доклад. Это может быть либо предоставляемая всем желающим документация с рекомендациями, которым следовать не обязательно, либо предложение, которое направляется в IAB для принятия в качестве стандарта.
Кто платит?
Старое правило для запутанных ситуаций гласит: «ищите денежный интерес». Это правило, однако не годится для Internet. Никто за неё не платит; нет никакой компании Internet, Inc. или другой, подобной ей, которая бы собирала со всех пользователей Internet взносы. Здесь каждый платит за свою часть. Национальный научный фонд платит за NSFNET, НАСА - за NASA Science Internet т т.д. Представители сетей собираются и решают, как соединяться и как финансировать эти взаимные соединения. Колледж или корпорация платит за подключение к региональной сети, которая, в свою очередь, платит за доступ к Internet поставщику на уровне государства.
То, что Internet - бесплатная сеть, не более чем миф. Каждое подключение к ней кем-то оплачивается. Во многих случаях эти взносы не доводятся до фактических пользователей, что создает иллюзию «бесплатного доступа». Но есть и большое число пользователей, которые хорошо знают, что Internet не бесплатная сеть: многие пользователь вносят ежемесячную или почасовую плату за доступ к Internet с домашних компьютеров по линиям со скоростью до 56 Кбайт в секунду (так же, как в базовых сетях). В настоящее время наиболее быстро растёт число пользователей Internet, относящихся к таким категориям, как малые предприятия и частные лица, а они очень хорошо знают цену своим деньгам.
Протоколы сети Internet
Основное, что отличает Internet от других сетей - это ее протоколы - TCP/IP. Вообще, термин TCP/IP обычно означает все, что связано с протоколами взаимодействия между компьютерами в Internet. Он охватывает целое семейство протоколов, прикладные программы, и даже саму сеть. TCP/IP - это технология межсетевого взаимодействия, технология internet. Сеть, которая использует технологию internet, называется "internet". Если речь идет о глобальной сети, объединяющей множество сетей с технологией internet, то ее называют Internet.
Свое название протокол TCP/IP получил от двух коммуникационных протоколов (или протоколов связи). Это Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP). Несмотря на то, что в сети Internet используется большое число других протоколов, сеть Internet часто называют TCP/IP-сетью, так как эти два протокола, безусловно, являются важнейшими.
Как и во всякой другой сети в Internet существует 7 уровней взаимодействия между компьютерами: физический, логический, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной уровень. Соответственно каждому уровню взаимодействия соответствует набор протоколов (т.е. правил взаимодействия).
Протоколы физического уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. В Internet используются практически все известные в настоящее время способы связи от простого провода (витая пара) до волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).
Для каждого типа линий связи разработан соответствующий протокол логического уровня, занимающийся управлением передачей информации по каналу. К протоколам логического уровня для телефонных линий относятся протоколы SLIP (Serial Line Interface Protocol) и PPP (Point to Point Protocol). Для связи по кабелю локальной сети - это пакетные драйверы плат ЛВС.
Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, то есть занимаются маршрутизацией пакетов в сети. К протоколам сетевого уровня принадлежат IP (Internet Protocol) и ARP (Address Resolution Protocol).
Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных из одной программы в другую. К протоколам транспортного уровня принадлежат TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol).
Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов. В Internet этим занимаются уже упомянутые TCP и UDP протоколы, а также протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol).
Протоколы представительского уровня занимаются обслуживанием прикладных программ. К программам представительского уровня принадлежат программы, запускаемые, к примеру, на Unix-сервере, для предоставления различных услуг абонентам. К таким программам относятся: telnet-сервер, FTP-сервер, Gopher-сервер, NFS-сервер, NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP2 и POP3 (Post Office Protocol) и т.д.
К протоколам прикладного уровня относятся сетевые услуги и программы их предоставления.
О том, как работает Internet.
Перемещая биты с одного места на другое
Современные сети создаются по многоуровневому принципу. Передача сообщений в виде последовательности битов начинается на уровне линий связи и аппаратуры, причём линии связи не всегда высокого качества. Затем добавляется уровень базового программного обеспечения, управляющего работой аппаратуры. Следующий уровень программного обеспечения позволяет наделить базовые программные средства дополнительными необходимыми возможностями. Расширение функциональных возможностей сети путём добавления уровня за уровнем приводит к тому, что Вы в конце концов получаете по-настоящему дружественный и полезный инструментарий.
Сети с коммутацией пакетов
Когда Вы пытаетесь представить себе, что же такое Internet и как она работает, вполне естественно, что у Вас возникают ассоциации с телефонной сетью. В конце концов, обе эти структуры используют электронные средства передачи, обе позволяют устанавливать соединение и передавать информацию; кроме того, в Internet в основном используются выделенные телефонные линии. К сожалению, это неверное представление, и оно является причиной непонимания принципов работы Internet. Телефонная сеть - это сеть с коммутацией каналов. Когда Вы производите вызов, Вам выделяется некоторая часть это сети. Даже если Вы не используете ее (например, находитесь в режиме удержания), она остается недоступной для других абонентов, которым в этот момент нужно позвонить. Это приводит к тому, что такой дорогой ресурс, как сеть, используется неэффективно.
Более соответствующая действительному положению вещей модель Internet - почтовое ведомство США. Почтовое ведомство представляет собой сеть с коммутацией пакетов. Здесь у Вас нет выделенного участка сети. Ваша корреспонденция смешивается с другими письмами, отправляется в почтовое отделение и сортируется. Несмотря на то, что технологии абсолютно разные, служба доставки почты представляет собой удивительно точный аналог сети; мы будем продолжать пользоваться этой моделью во всех остальных разделах данной главы.
Межсетевой протокол (IP).
С помощью линий связи обеспечивается доставка данных из одного пункта в другой. Но Вы уже знаете, что Internet может доставлять данные во многие точки, разбросанные по всему земному шару. Как это происходит?
Различные участки Internet связываются с помощью системы компьютеров (называемых маршрутизаторами) соединяющих между собой сети. Это могут быть сети Internet, сети с маркерным доступом, телефонные линии (см. рис.2).
Рисунок 2. Аппаратные средства Internet
Телефонные линии и сети Ethernet эквивалентны автомобилям и самолетам службы доставки почты. Маршрутизаторы - это почтовые подстанции; они принимают решения о том, куда направлять данные («пакеты»), так же, как почтовая подстанция решает, куда направлять конверты с почтой. Каждая подстанция, или маршрутизатор, не имеет связи с остальными станциями. Если Вы опустили письмо в почтовый ящик в Нью-Хэмпшире, а адресат живет в Калифорнии, то местное почтовое отделение не будет бронировать самолет, чтобы доставить Ваше письмо в Калифорнию. Местное почтовое отделение посылает письмо на подстанцию, подстанция посылает его на другую подстанцию и так далее, пока письмо не дойдет до адресата. Таким образом, каждой подстанции нужно знать только, какие имеются соединения и какой из «следующих скачков» будет лучшим для перемещения пакета ближе к пункту назначения. Похожая ситуация складывается и в Internet: маршрутизатор смотрит, куда адресованы Ваши данные, и решает, куда их посылать.
Откуда Internet знает, куда следует направить Ваши данные? Если Вы отправляете письмо, то, просто опустив его в почтовый ящик без конверта, Вы не можете рассчитывать, что корреспонденция будет доставлена по назначению. Письмо нужно вложить в конверт, написать на конверте адрес и наклеить марку. Точно так же, как почтовое отделение следует по правилам, которые определяют порядок работы почтовой сети, определенные правила регламентируют порядок работы Internet. Эти правила называют протоколами. Межсетевой протокол (Internet Protocol, IP) отвечает за адресацию, т.е. гарантирует, что маршрутизатор знает, что делать с Вашими данными, когда они поступят. Следуя нашей аналогии с почтовым ведомством, можно сказать, что межсетевой протокол выполняет функции конверта.
Некоторая адресная информация приводится в начале Вашего сообщения. Она даёт сети достаточно сведений для доставки пакета данных.
Internet - адреса состоят из четырёх чисел, каждое из которых не превышает 256. При записи числа отделяются одно от другого точками, например:
192.112.36.5
128.174.5.6
Адрес фактически состоит из нескольких частей. Поскольку Internet - это сеть сетей, то начало адреса содержит информацию для маршрутизаторов о том, к какой сети относится Ваш компьютер. Правая часть адреса служит для того, чтобы сообщить сети, какой компьютер должен получить этот пакет. Провести границу между подадресом сети и подадресом компьютера довольно сложно. Эта граница устанавливается по соглашению между соседними маршрутизаторами. К счастью, как пользователю, Вам никогда не придётся беспокоиться об этом. Это имеет значение только при создании сети. Каждый компьютер в Internet имеет свой уникальный адрес. Здесь нам опять поможет аналогия со службой доставки почты. Возьмем адрес «50 Kelly Road, Hamden, CT». Элемент «Hamden, CT» похож на адрес сети. Благодаря этому конверт попадает в необходимое почтовое отделение, то, которое знает об улицах в определенном районе. Элемент «Kelly Road» похож на адрес компьютера; он указывает на конкретный почтовый ящик в районе, который обслуживает данное почтовое отделение. Почтовое ведомство выполнило свою задачу, доставив почту в нужное местное отделение, а это отделение положило письмо в соответствующий почтовый ящик. Аналогичным образом, Internet выполнила свою задачу, когда ее маршрутизаторы направили данные в соответствующую сеть, а эта локальная сеть - в соответствующий компьютер.
По целому ряду технических причин (в основном это аппаратные ограничения) информация, посылаемая по IP- сетям, разбивается на порции, называемые пакетами. В одном пакете обычно посылается от одного до 1500 символов информации. Это не дает возможности одному пользователю монополизировать сеть, однако позволяет каждому рассчитывать на своевременное обслуживание. Это также означает, что в случае перегрузки сети качество ее работы несколько ухудшается для всех пользователей: она не умирает, если ее монополизировали несколько солидных пользователей.
Одно из достоинств Internet состоит в том, что для работы на базовом уровне достаточно только межсетевого протокола. Сеть будет не очень дружественной, но если Вы будете вести себя достаточно разумно, то решите свои задачи. Поскольку Ваши данные помещаются в IP- конверт, то сеть имеет всю информацию, необходимую для перемещения этого пакета из Вашего компьютера в пункт назначения. Здесь, однако, возникает сразу несколько проблем.
Во-первых, в большинстве случаев объем пересылаемой информации превышает 1500 символов. Если бы почта принимала только открытки, Вас бы это, естественно, разочаровало.
Во-вторых, может произойти ошибка. Почтовое ведомство иногда теряет письма, а сети иногда теряют пакеты или повреждают их при передаче. Вы увидите, что в отличие от почтовых отделений Internet успешно решает такие проблемы.
В-третьих, последовательность доставки пакетов может быть нарушена. Если Вы послали по одному адресу одно за другим два письма, то нет никакой гарантии, что они пойдут по одному маршруту или придут в порядке их отправления. Такая же проблема существует и в Internet.
Поэтому следующий уровень сети даст нам возможность пересылать более крупные порции информации и позаботиться об устранении тех искажений, которые вносит сама сеть.
Протокол управления передачей (ТСР)
Для решения упомянутых выше проблем используется «протокол управления передачей» (Transmission Control Protocol, TCP), который часто упоминают вместе с протоколом IP. Как следовало бы поступить в случае, если Вы хотите послать кому-нибудь книгу, а почта принимает только письма? Выход один: вырвать из книги все страницы, вложить каждую в отдельный конверт и бросить все конверты в почтовый ящик. Получателю пришлось бы собирать все страницы (при условии, что ни одно письмо не пропало) и склеивать обратно в книгу. Вот эти задачи и выполняет ТСР.
Информацию, которую Вы хотите передать, ТСР разбивает на порции. Каждая порция нумеруется, чтобы можно было проверить, вся ли информация получена, и расположить данные в правильном порядке. Для передачи этого порядкового номера по сети у протокола есть свой собственный «конверт», на котором «написана» необходимая информация . Порция Ваших данных помещается в конверт ТСР. Конверт ТСР, в свою очередь, помещается в конверт IP и передается в сеть.
На принимающей стороне программное обеспечение протокола ТСР собирает конверты, извлекает из них данные и располагает их в правильном порядке. Если каких-нибудь конвертов нет, программа просит отправителя передать их еще раз. После размещения всей информации в правильном порядке эти данные передаются той прикладной программе, которая использует услуги ТСР.
Это, однако, несколько идеализированное представление о ТСР. В реальной жизни пакеты не только теряются, но и претерпевают изменения по дороге ввиду кратковременных отказов в телефонных линиях. ТСР решает и эту проблему. При помещении данных в конверт производится вычисление так называемой контрольной суммы. Контрольная сумма - это число, которое позволят принимающему ТСР выявлять ошибки в пакете. Когда пакет прибывает в пункт назначения, принимающий ТСР вычисляет контрольную сумму и сравнивает ее с той, которую послал отправитель. Если значения не совпадают, то при передаче произошла ошибка. Принимающий ТСР отбрасывает этот пакет и запрашивает повторную передачу.
Другие протоколы передачи
Протокол ТСР создает видимость выделенной линии связи между двумя прикладными программами, т.к. гарантирует, что информация, входящая на одном конце, выходит на втором. В действительности не существует выделенного канала между отправителем и получателем (другие люди могут использовать эти же маршрутизаторы и сетевые провода для передачи своей информации в промежутке между Вашими пакетами), однако создается впечатление, что он есть, и на практике этого обычно бывает достаточно.
Это не самый лучший подход к использованию сети. Формирование ТСР - соединения требует значительных расходов и затрат времени; если этот механизм не нужен, лучше не использовать его. Если данные, которые необходимо послать, помещаются в одном пакете, и гарантия доставки не особенно важна, ТСР может стать обузой.
Существует еще один стандартный протокол, который позволяет избежать таких накладных расходов. Он называется «протокол пользовательских дейтаграмм» (user datagram protocol, UDP) и используется в некоторых прикладных программах. Вместо вкладывания Ваших данных в конверт TCP и помещения этого конверта в конверт IP прикладная программа вкладывает данные в конверт UDP, который и помещается в конверт IP.
UPD проще ТСР, потому что этот протокол не заботится о пропавших пакетах, расположении данных в правильном порядке и других тонкостях. UDP используется для тех программ, которые посылают только короткие сообщения и могут повторить передачу данных, если ответ задерживается. Предположим, что Вы пишете программу, которая ищет номера телефонов в одной из сетевых баз данных. Нет нужды устанавливать ТСР - соединение для того, чтобы передать по всем направлениям по 20-30 символов. Можно просто поместить имя в один UDP- пакет, вложить его в IP- пакет и отослать. Принимающая прикладная программа получит этот пакет, прочитает имя, найдет номер телефона, вложит его в другой UDP- пакет и отправит обратно. Что случится, если пакет по дороге потеряется? Это - проблема Вашей программы: если слишком долго нет ответа, она посылает еще один запрос.
Как сделать сеть дружественной?
Для этого необходимо настроить программное обеспечение на конкретную задачу и при обращении к компьютерам использовать не адреса, а имена.
Прикладные программы
Большинство пользователей не испытывают интереса к потоку битов между компьютерами, какими бы скоростными не были линии и какой бы экзотической не была технология, которая позволила его получить. Они хотят быстро использовать этот поток битов для каких-то полезных задач, будь то перемещение файла, доступ к данным или просто игра. Прикладные программы - это части программного обеспечения, которые позволяют удовлетворить эти потребности. Такие программы составляют еще один уровень программного обеспечения, надстраиваемый над сервисом ТСР или UDP. Прикладные программы предоставляют пользователю средства для решения конкретной задачи.
Диапазон прикладных программ широк: от доморощенных до патентованных, поставляемых крупными фирмами-разработчиками. В Internet есть три стандартные прикладные программы (удаленный доступ, пересылка файлов и электронная почта), а также другие, широко используемые, но не стандартизированные программы. В главах 5-14 показано, как использовать самые распространенные прикладные программы Internet.
Когда речь идет о прикладных программах, следует учесть одну особенность: Вы воспринимаете прикладную программу так, как она выглядит в Вашей локальной системе. Команды, сообщения, приглашения и т.д., появляющиеся у Вас на экране, могут несколько отличаться от тех, которые Вы увидите в книге или на экране у своего друга. Не стоит волноваться, если в книге приводится сообщение «connection refused», а компьютер выдает «Unable to connect to remote host: refused»; это одно и то же. Не цепляйтесь к словам, а попытайтесь понять суть сообщения. Не беспокойтесь, если некоторые команды имеют другие имена; большинство прикладных программ снабжены достаточно солидными справочными подсистемами, которые помогут найти необходимую команду.
Доменная система имён
Цифровые адреса - и это стало понятно очень скоро - хороши при общении компьютеров, а для людей предпочтительнее имена. Неудобно говорить, используя цифровые адреса, и ещё труднее запоминать их. Поэтому компьютерам в Internet присвоены имена. Все прикладные программы Internet позволяют использовать имена систем вместо числовых адресов компьютеров.
Конечно, использование имён имеет свои недостатки. Во-первых, нужно следить, чтобы одно и то же имя не было случайно присвоено двум компьютерам. Кроме того, необходимо обеспечить преобразование имён в числовые адреса, ведь имена хороши для людей, а компьютеры всё-таки предпочитают числа. Вы можете указать программе имя, но у неё должен быть способ поиска этого имени и преобразования его в адрес.
На этапе становления, когда Internet была маленькой общностью, использовать имена было легко. Центр сетевой информации (NIC) создавал специальную службу регистрации. Вы посылали заполненный бланк (конечно, электронными средствами), и NIC вносил Вас в свой список имён и адресов. Этот файл, называемый hosts (список узловых компьютеров), регулярно рассылался на все компьютеры сети. В качестве имён использовались простые слова, каждое из которых обязательно являлось уникальным. Когда Вы указывали имя, Ваш компьютер искал его в этом файле и подставлял соответствующий адрес.
Когда Internet разрослась, к сожалению, размер этого файла тоже увеличился. Стали возникать значительные задержки при регистрации имён, поиск уникальных имён усложнился. Кроме того, на рассылку этого большого файла на все указанные в нём компьютеры уходило много сетевого времени. Стало очевидно, что такие темпы роста требуют наличия распределённой интерактивной системы. Эта система называется «доменной системой имён» (Domain Name System, DNS).
Структура доменной системы
Доменная система имён представляет собой метод назначения имён путём возложения на разные группы пользователей ответственности за подмножества имён. Каждый уровень в этой системе называется доменом. Домены отделяются один от другого точками:
ux.cso.uiuc.edu
nic.ddn.mil
yoyodyne.com
В имени может быть любое число доменов, но более пяти встречается редко. Каждый последующий домен в имени (если смотреть слева направо) больше предыдущего. В имени ux.cso.uiuc.edu элемент ux - имя реального компьютера с IP - адресом. (См. рисунок).
Рисунок 3. Структура доменного имени.
Имя этого компьютера создано и курируется группой cso, которая есть не что иное, как отдел, в котором стоит этот компьютер. Отдел cso является отделом университета штата Иллинойс (uiuc). uiuc входит в национальную группу учебных заведений (edu). Таким образом, домен edu включает в себя все компьютеры учебных заведений США; домен uiuc.edu - все компьютеры университета штата Иллинойс и т.д.
Каждая группа может создавать и изменять все имена, находящиеся под её контролем. Если uiuc решит создать новую группу и назвать её ncsa, она может ни у кого не спрашивать разрешения. Всё, что нужно сделать - это добавить новое имя в свою часть всемирной базы данных, и рано или поздно тот, кому нужно, узнает об этом имени (ncsa.uius.edu). Аналогичным образом cso может купить новый компьютер, присвоить ему имя и включить в сеть, не спрашивая ни у кого разрешения. Если все группы, начиная с edu и ниже, будут соблюдать правила, и обеспечивать уникальность имён, то никакие две системы в Internet не будут иметь одинакового имени. У Вас могут быть два компьютера с именем fred, но лишь при условии, что они находятся в разных доменах (например, fred.cso.uiuc.edu и fred.ora.com).
Легко узнать, откуда берутся домены и имена в организации типа университета или предприятия. Но откуда берутся домены «верхнего уровня» типа edu? Они были созданы, когда была изобретена доменная система. Изначально было шесть организационных доменов высшего уровня.
Таблица 1. Первоначальные домены верхнего уровня.
|
№ |
Домен |
Использование |
|
|
1. |
com |
Коммерческие организации |
|
|
2. |
edu |
Учебные заведения (университеты, средние школы и т.д.) |
|
|
3. |
gov |
Правительственные учреждения (кроме военных) |
|
|
4. |
mil |
Военные учреждения (армия, флот и т.д.) |
|
|
5. |
org |
Прочие организации |
|
|
6. |
net |
Сетевые ресурсы |
Когда Internet стала международной сетью, возникла необходимость предоставить зарубежным странам возможность контроля за именами находящихся в них систем. Для этой цели создан набор двухбуквенных доменов, которые соответствуют доменам высшего уровня для этих стран. Поскольку ca - код Канады, то компьютер на территории Канады может иметь такое имя:
hockey.guelph.ca
Общее число кодов стран - 300; компьютерные сети существуют приблизительно в 170 из них.
Окончательный план расширения системы присвоения имён ресурсов в Internet был наконец-то объявлен комитетом IAHC (International Ad Hoc Committee). Данные от 24 февраля 1997 года. Согласно новым решениям, к доменам высшего уровня, включающим сегодня com, net, org, прибавятся:
firm - для деловых ресурсов Сети;
store - для торговли;
web - для организаций, имеющих отношение к регулированию деятельности в WWW;
arts - для ресурсов гуманитарного образования;
rec - игры и развлечения;
info - предоставление информационных услуг;
nom - для индивидуальных ресурсов, а также тех, кто ищет свои пути реализации, которые отсутствуют в приведённом убогом списке.
Кроме того, в решениях IAHC сказано, что учреждается 28 уполномоченных агентств по присвоению имён во всём мире. Как заявлено, новая система позволит успешно преодолеть монополию, которая была навязана единственным уполномоченным - компанией Network Solutions. Все новые домены будут распределены между новыми агентствами, а прежние будут отслеживаться совместно Network Solutions и National Science Foundation до конца 1998 года.
В настоящее время ежемесячно регистрируется примерно 85 тысяч новых имён. Годовая оплата имени составляет 50 долларов. Новые регистрационные агентства должны будут представлять семь условных географических регионов. Для претендентов на роль агентств из каждого региона будут устроены лотереи. Компании, желающие участвовать в них, должны внести вступительный взнос в размере 20 тысяч долларов и иметь страховку на сумму не менее 500 тысяч долларов на случай неспособности справиться с ролью регистратора доменных имён.
Поиск доменных имён
Теперь, когда понятно, как домены связаны между собой и как создаются имена, можно задуматься и над тем, как же применить эту чудесную систему. Вы используете её автоматически всякий раз, когда задаёте какое-то имя «знакомому» с ней компьютеру. Вам не нужно ни искать это имя вручную, ни давать для поиска нужного компьютера специальную команду, хотя при желании это также можно сделать. Все компьютеры в Internet могут пользоваться доменной системой, и большинство из них это делают.
Когда Вы используете имя, например, ux.cso.uiuc.edu, компьютер должен преобразовать его в адрес. Чтобы это сделать, Ваш компьютер начинает просить помощи у серверов (компьютеров) DNS, начиная с правой части имени и двигаясь влево. Сначала она просит локальные серверы DNS найти адрес. Здесь существуют три возможности:
Локальный сервер знает адрес, потому что этот адрес находится в той части всемирной базы данных, которую курирует данный сервер. Например, если Вы работаете в НГТУ, то у Вашего локального сервера, вероятно, есть информация обо всех компьютерах НГТУ.
Локальный сервер знает адрес, потому что кто-то недавно уже спрашивал о нём. Когда Вы спрашиваете об адресе, сервер DNS некоторое время держит его «под рукой» на тот случай, если чуть позже о нём спросит ещё кто-нибудь. Это значительно повышает эффективность работы системы.
Локальный сервер не знает адрес, но знает, как его определить.
Как локальный сервер определяет адрес? Его программное обеспечение знает, как связаться с корневым сервером, который знает адреса серверов имён домена высшего уровня (крайней правой части имени, например, edu). Ваш сервер запрашивает у корневого сервера адрес компьютера, отвечающего за домен edu. Получив информацию, он связывается с этим компьютером и запрашивает у него адрес сервера uiuc. После этого Ваше программное обеспечение устанавливает контакт с этим компьютером и спрашивает у него адрес сервера домена cso. Наконец, от сервера cso он получает адрес ux, компьютера, который и был целью данной прикладной программы.
Некоторые компьютеры до сих пор имеют конфигурацию, рассчитанную на использование старомодного файла hosts. Если Вы работаете на одном из них, Вам, возможно, придётся попросить его администратора найти нужный Вам адрес вручную (либо сделать это самому). Администратор должен будет ввести имя нужного компьютера в локальный файл hosts. Намекните ему, что не мешало бы поставить на компьютер программное обеспечение DNS, чтобы избежать подобных осложнений в дальнейшем.
Что можно делать в Internet?
Что можно делать в Internet - сложный вопрос. Internet - не просто сеть, а сеть сетей, каждая из которых может иметь свою собственную политику и собственные правила. Поэтому здесь следует учитывать правовые и этические нормы, а также политические соображения. Взаимосвязь этих факторов и степень их важности не всегда одинаковы.
Для того, чтобы чувствовать себя вполне уверенно, достаточно запомнить несколько основных принципов. К счастью, эти принципы не сильно ограничивают пользователя; если не выходить за установленные пределы, можно делать всё, что угодно. Если Вы оказались в затруднительной ситуации, обратитесь к своему поставщику услуг, чтобы точно определить, что можно делать и чего нельзя. Вполне возможно, что то, что Вы хотите, делать разрешается, но Ваша обязанность - выяснить, так ли это. Рассмотрим некоторые принципы, чтобы определить границы допустимого.
Правовые нормы
При работе в Internet должны соблюдаться три правовые нормы:
Значительная часть Internet финансируется за счёт федеральных субсидий, вследствие чего исключается чисто коммерческое использование сети.
Internet - интернациональная сеть. При отправке чего-либо, в том числе и битов, через государственную границу следует руководствоваться законами, регулирующими экспорт, а не правовыми нормами данного государства.
В случае доставки программного обеспечения (или, например, просто идеи) из одного места в другое следует учитывать региональные правовые нормы, касающиеся интеллектуальной собственности и лицензий
Исследования, образование и федеральное финансирование
Многие входящие в Internet сети финансируются федеральными ведомствами. Согласно федеральному законодательству, ведомство может расходовать свой бюджет только на то, что входит в сферу его деятельности. Например, военно-воздушные силы не могут тайно увеличить свой бюджет, заказав ракеты за счет НАСА. Эти же законы распространятся на сеть: если НАСА финансирует сеть, то её следует использовать только для изучения космоса. Как пользователь, Вы можете не иметь ни малейшего представления о том, по каким сетям путешествуют Ваши пакеты, но лучше, чтобы содержимое этих пакетов не вступало в противоречие с деятельностью того ведомства, которое финансирует ту или иную сеть.
В действительности все это не так страшно, как кажется. Пару лет назад в Вашингтоне поняли, что наличие многих параллельных IP-сетей (NSFNET, NASA Science Internet и др., по одной на федеральное ведомство) - пустая трата денег (весьма радикальная идея). Был принят закон о создании NREN - национальной сети для научных исследований и образования. Часть Internet была выделена для поддержки научных исследований и образования - задачи, общей для всех федеральных органов. Это значит, что Вы можете пользоваться услугами NREN Точнее, NREN - действующая сеть, которую ещё предстоит создать. Законопроект санкционирует трафик по существующим федеральным сетям. Правильнее было бы назвать то, что существует на сегодняшний день - Interim Interagency NREN (Временная межведомственная NREN). для проведения научных исследований и обучения или для поддержки научных исследований и обучения.
Важность условия «для поддержки научных исследований и образования» трудно переоценить. Этим положением в число разрешённых включается множество возможностей использования сети, которые могут, на первый взгляд, не соответствовать её назначению. Например, если фирма продаёт программное обеспечение, которое используется при проведении научных исследований и в системе образования, то она имеет право распространять дополнения и отвечать на вопросы по электронной почте. Считается, что такое направление использования относится к «поддержке научных исследований и образования». Но при этом фирма не может применять NREN для коммерческих задач, таких как маркетинг, учёт и т.д. - для этой цели существует коммерческая часть Internet. Список положений, регламентирующих использование NSFNET, приведён в приложении А. Эти требования являются одними из наиболее строгих по отношению к коммерческому использованию. Если Ваша работа соответствует им, значит она соответствует требованиям всех остальных сетей.
В последнее время много говорится о «Национальной информационной инфраструктуре» (National Information Infrastructure, NII). Это объёмный и носящий довольно общий характер проект создания сетей в масштабе государства. Его можно с одинаковым успехом рассматривать как долгосрочный план развития NREN, и как альтернативу NREN. Существует множество участников этой игры (таких как поставщики сетевых услуг, телефонные компании, компании кабельного телевидения и даже энергетические корпорации), которые пытаются добиться, чтобы фишки упали на их территорию. В этом реферате NII не будет уделено много внимания, так как мы рассматриваем реально существующую сеть, а не ту сеть, которая может появиться через несколько лет. Совершенно ясно, что NII окажет значительное влияние на развитие компьютерных сетей, но пока не прояснилось, в чём конкретно это влияние будет проявляться. Все заинтересованные лица обещают ускоренный доступ, сниженные цены и повышенную скорость передачи данных, но, как говориться, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.
Коммерческое использование
Когда Ваша организация договаривалась о подключении к Internet, кто-то должен был сообщить поставщику сетевых услуг о том, для каких целей будет использоваться подключение: для научных исследований и образования или для коммерческих целей. В первом варианте Ваш трафик будет направляться по субсидированным маршрутам NREN, во втором - по частным каналам. Плата за доступ к сети для Вашей организации будет зависеть от выбора варианта; коммерческое использование сети обычно стоит дороже, т.к. оно не субсидируется государством. Допускается ли решение коммерческих задач через Ваше соединение, Вам могут сказать только сотрудники Вашей сетевой администрации. Проверьте это перед тем, как использовать подключение в коммерческих целях.
Конечно, многие корпорации присоединятся к Internet как центры исследований и обучения - и это допустимо, так как мотивом для подключения часто являются научные исследования. Например, компания по производству семян намерена проводить совместно с университетом исследования свойств семян сои. Многие юридические отделы корпораций, наоборот, объявляют свои подключения коммерческими. Это обеспечивает отсутствие правовой ответственности в будущем, когда, например, какой-нибудь неинформированный служащий запустит по предназначенному для передачи данных о научных исследованиях подсоединению коммерческую информацию.
В Internet существует ряд коммерческих поставщиков, например Advanced Networks and Service (ANS), Performance Systems International (PSI) и UUNET. У каждой из этих компаний есть своя собственная ниша рынка и своя собственная сеть в пределах государства для предоставления коммерческих услуг в Internet. Кроме того, сети штатов и региональные сети предоставляют коммерческие услуги своим членам. Имеются подключения между каждой из этих сетей и федеральными сетями. Взаимодействие всех этих сетей между собой с соблюдением всех законов и норм осуществляется посредством использования этих подключений и заключения определенных соглашений по учету.
Экспортное законодательство
Знаете ли Вы, что экспорт битов подпадает под действие экспортных ограничений Министерства торговли? То, что Internet, по сути дела, является целостной глобальной сетью, делает возможным экспорт информации без Вашего ведома. Поскольку я не юрист, не буду вдаваться в технические детали, но попытаюсь кратко рассказать, что нужно для соблюдения закона. Если, ознакомившись с этими замечаниями, Вы все-таки сочтете, что для Вас существует риск нарушить закон, обратитесь за компетентной юридической помощью.
Экспертное законодательство построено на двух положениях:
Экспорт чего-либо требует наличия лицензии.
Экспорт услуги считается приблизительно эквивалентным экспорту компонентов, необходимых для предоставления этой услуги.
Первый пункт в пояснениях не нуждается: если Вы отгружаете, перевозите, пересылаете файл или отправляете что-либо по электронной почте за пределы страны, то для этого необходимо получить экспортную лицензию. К счастью, здесь имеется лазейка - генеральная лицензия, область применения которой весьма обширна. Генеральная лицензия разрешает экспорт всего, на что не существует явных запретов на экспорт и что может открыто обсуждаться в США. Таким образом, все, что Вы можете узнать на конференции или в аудитории, скорее всего, подпадает под действие генеральной лицензии, если эта информация не является секретной.
Тем не менее, в перечне того, на что распространяются ограничения, содержится множество сюрпризов. Он также может включать некоторую информацию, доступную студенту любого университета. Может быть запрещен экспорт текстов сетевых программ и зашифрованной информации. Часто бывает так, что сначала речь идёт о каком-то небольшом пункте, но потом, когда соответствующие инструкции уже составлены, оказывается, что ограничения охватывают гораздо более широкую область. Например, во время войны в Персидском заливе иракскую военную сеть было гораздо сложнее вывести из строя, чем планировалось. Оказалось, что Ирак использовал коммерческие IP-маршрутизаторы, которые очень быстро находили альтернативные маршруты. Поэтому экспорт всех маршрутизаторов, которые могли находить альтернативные маршруты, был срочно запрещён.
Второй пункт ещё проще. Если экспорт определённых аппаратных средств, например суперкомпьютеров, запрещён, то дистанционный доступ к этим аппаратным средствам, находящимся в пределах данного государства, также не разрешается. Поэтому будьте осторожны с предоставлением доступа к «особым» ресурсам (типа суперкомпьютеров) иностранным пользователям. Характер этих ограничений зависит, естественно, от конкретной зарубежной страны и (как Вы можете судить на основании событий последних лет) может претерпевать значительные изменения.
Анализируя свою потенциальную правовую ответственность, консорциум, который управляет сетью Bitnet (CREN), пришёл к следующим выводам. Оператор сети несёт ответственность за незаконный экспорт лишь в том случае, если но знал о нарушении и не проинформировал об этом соответствующие органы. Оператор сети не несёт ответственности за действия пользователя и в его обязанности не входит определение их соответствия или несоответствия закону. Поэтому обслуживающим персоналом сети не производится проверка содержимого пакетов, которые Вы посылаете за границу. Но если оператор обнаруживает в Ваших пакетах какие-либо нарушения требований закона, он обязан проинформировать правительственные органы.
Права собственности
Ещё один фактор, который необходимо учитывать при отправке чего-либо кому-либо, - это право собственности. Проблема осложняется, когда данные передаются через государственные границы. Законодательство в области авторских прав и патентов в разных странах может иметь большие различия. Вы можете обнаружить в сети любопытный сборник, содержащий основы забытого учения, срок действия авторских прав на который в США уже истек. Отправка этих файлов в Англию может привести к нарушению британского законодательства. Обязательно узнавайте, кому принадлежат права на то, что Вы передаете по сети, и в случае необходимости не забудьте получить соответствующее разрешение.
Подобные документы
История создания и развития сети Internet. Структура и система адресации. Понятие глобальных, региональных и локальных сетей. Способы организации передачи информации. Стек протоколов Интернета по сравнению с OSI. Понятие об интерфейсах и протоколах.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.04.2012История развития сети Internet. Общая характеристика сети Internet. Протоколы. Услуги предоставляемые сетью. Internet - мировая сеть. Компьютерная зависимость. Internet-2. Нехватка мощностей Internet. Создание Internet-2. Структура Internet-2.
контрольная работа [19,5 K], добавлен 06.10.2006Всемирная система объединенных компьютерных сетей, построенная на использовании протокола IP и маршрутизации пакетов данных. Домен и его уровни. Основные сервисы Internet. Что нужно для подключения к сети Internet. Правила поиска информации в Интернете.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.01.2012Преимущества объединения компьютерных сетей. Виды локальных вычислительных сетей и их характеристика. Internet как глобальная компьютерная сеть, ее назначение и средства поиска информации. Сервис World Wide Web: Web-каналы, Web-страница, гиперссылка.
контрольная работа [26,7 K], добавлен 10.03.2009Преимущества компьютеров как средств обучения и повышения творческих способностей человека и его интеллекта. Глобальная компьютерная сеть Internet. Использование персонального компьютера в медицинской практике. Автоматизация бухгалтерского учета.
реферат [43,7 K], добавлен 15.03.2011Internet. Протоколы сети Internet. Принцип работы Internet. Прикладные программы. Возможности в Internet? Правовые нормы. Политика и Internet. Этические нормы и частная коммерческая Internet. Соображения безопасности. Объем сети Internet.
дипломная работа [128,8 K], добавлен 23.06.2007Internet - глобальная телекоммуникационная сеть информационных и вычислительных ресурсов. Уникальные возможности дешевой, надежной и конфиденциальной глобальной связи по всему миру. Административное устройство Internet. Потенциальные пользователи.
реферат [27,6 K], добавлен 30.01.2011Глобальная компьютерная сеть. Стандарт протоколов TCP/IP. Основные типы подключения к Интернет. Подключение через локальные сети. Выделенная линия или канал. Направления развития Internet. Локальные вычислительные сети. Адресация в сети Интернет.
презентация [1,4 M], добавлен 28.10.2011Организация, методы и наиболее распространенные возможности Internet. Использование анонимного ftp по e-mail. Краткий обзор уровней, система адресов. Поиск данных по ключевым словам (WAIS). Легальное использование, сетевая этика и дозволенное в Internet.
курсовая работа [83,9 K], добавлен 29.03.2011Internet - ядро, обеспечивающее связь информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям. Отсутствие единой авторитарной фигуры в глобальной сети. Устройство и функционирование всемирной паутины. Безопасность в Internet. Электронная почта.
презентация [267,2 K], добавлен 30.01.2011
