интересно
Предыдущая | Содержание | Следующая

Как организована всемирная компьютерная сеть Интернет?

Интернет — это всемирная компьютерная сеть, объединяющая миллионы компьютеров по всему миру. Фактически Интернет является конгломератом многих глобальных, региональных, университетских и учрежденческих сетей, а также сетей, обслуживаемых коммерческими провайдерами. В Интернет нет центрального управляющего органа, а следовательно, выход любого узла из строя или появление нового узла не оказывают никакого влияния на общую работоспособность сети. Однако архитектура коммуникационной системы Интернет имеет вполне определенный иерархический характер. В этой иерархической архитектуре ограниченный набор дорогостоящих магистральных каналов с высокой пропускной способностью, составляющих так называемую опорную или базовую сеть, соединяет между собой сети со средней пропускной способностью, к которым, в свою очередь, подключаются отдельные организации. Понятно, что для сети такого масштаба и организации очень остро стоит проблема адресации и маршрутизации.

Связь между компьютерами в Интернет осуществляется посредством комплекса сетевых протоколов ТСР1Р. Для идентификации компьютеров (host-узлов), подключенных к Интернет , и межсетевой маршрутизации пакетов каждому из компьютеров присваивается уникальный четырехбайтный адрес (IP-адрес). Запись IP-адреса состоит из четырех сегментов, разделенных точками. Каждый сегмент представляет собой десятичное число в диапазоне от 0 до 255, что соответствует одному байту. Примером записи IP-адреса является строка: 197.25.17.34. Числа 0,127 и 255 зарезервированы для специальных нужд и не могут быть использованы в обычном IP-адресе.

Сегменты IP-адреса делятся на две части. Левая — сетевая часть IP-адреса — обозначает сеть или иерархию подсетей, на нижнем уровне которой находится адресуемый компьютер. Правая — машинная часть IP-адреса — указывает на конкретный номер host-компьютера в сети нижнего уровня иерархии. Количество сегментов в сетевой и машинной части IP-адреса зависит от того, к какому классу сети он принадлежит.

В Интернет существуют следующие классы сетей: А, В, С, D и Е. Сети класса D и Е носят экспериментальный характер. Сети класса А и В используются для крупномасштабных сетей, включающих в себя очень большое количество компьютеров. Обычные пользователи Интернет, как правило, используют IP-адреса сетей класса С.

Определить, к какому классу сети принадлежит конкретный IP-адрес и каков формат его сетевой и машинной части, можно по левому сегменту IP-адреса, чаще называемому первым или старшим байтом адреса, в соответствии со следующими правилами:

Таким образом, IP-адрес 197.25.17.34 определяет host-компьютер с адресом 34, подключенный к сети номер 17; сеть номер 17 является подсетью сети номер 25, а сеть номер 25 является подсетью сети 197 класса С.

Номера сетей выделяются административным центром InterNIC (Network Information Center) научным организациям, учебным заведениям, коммерческим структурам и пр. по их официальным запросам. Данные номера являются постоянными, или статическими. При этом, присваивание номеров конкретным машинам пользователей происходит непосредственно в самих организациях.

Каждый Интернет-провайдер, компания, предоставляющая доступ в Интернет индивидуальным клиентам (Internet service provider, ISP), предварительно получив комплект постоянных номеров сетей в NIC и создав на их базе набор (пул) IP-адресов, выделяет клиенту при каждом его подключении один из них. В этом случае, IP-адрес клиента рассматривается как временный , или динамический. Данный механизм использования адресов Интернет в условиях множества непостоянных клиентов сети позволяет экономить ограниченное пространство статических адресов, которое в настоящее время составляет примерно два миллиона.

В силу того, что числовые IP-адреса host-узлов, обеспечивающие межсетевую маршрутизацию пакетов на втором уровне протоколов ТСР1Р, не очень удобны для пользователей (отметим, что аппаратные адреса сетевых устройств первого уровня протоколов ТСР1Р полностью скрыты от них), IP-адреса были дополнены иерархической системой символических адресов компьютеров, работа с которой обеспечивается в Интернет особой сетевой службой доменных имен DNS (Domain Name System).

Доменная система имен — это весьма сложная распределенная база данных, содержащая информацию о компьютерах (в основном, о компьютерах-серверах), включенных в Интернет. К информации данной базы относятся символьные адреса (имена) компьютеров, их числовые IP-адреса, данные для маршрутизации почты и многое другое. Основной задачей службы DNS при сетевом взаимодействии является поиск адресуемых компьютеров с преобразованием символьных адресов в числовые IP-адреса и наоборот.

Пространство имен доменной системы представляет собой дерево с корневым каталогом . . Под корневым каталогом располагаются домены верхнего уровня, ниже — второго и так далее. Таким образом, доменная система имен выполняет еще одну функцию — обеспечивает иерархическую организацию адресов компьютеров, входящих в сеть, по принципу отличному от иерархии их физического подключения. Для доменного имени sh.inform.ru ш является именем домена верхнего уровня, inform — именем домена второго уровня, a sh — именем домена третьего уровня. При этом в качестве домена самого нижнего уровня выступает символическое имя компьютера.

Имена домен DNS верхнего уровня строго определены и могут быть тре х- или двухсимвольными. Первый тип домен верхнего уровня исторически предназначался для организаций, расположенных на территории США, и информировал об их организационно-политической принадлежности. К трехсимвольным доменам DNS верхнего уровня относятся следующие имена: СОМ — коммерческие организации;

EDU — учебные заведения;

NET — организации, предоставляющие сетевые услуги;

MIL — военные учреждения; GOV — правительственные учреждения; ORG — некоммерческие организации; INT — международные организации.

Двухсимвольные домены DNS верхнего уровня предназначаются для других стран и совпадают с кодами этих стран согласно ISO. Ниже приведено несколько таких кодов.

AU — Австрия.

СА — Канада.

DK — Германия.

FI — Финляндия.

FR — Франция.

UA — Украина.

RU — Россия.

Имена домен второго уровня на территории США выделяются административным центром сети Интернет InterNIC. В Европе заявки на получение доменных имен второго уровня принимает RIPE (Reseaux IP Europeens). При таком централизованном выделении имен второго уровня дается гарантия того, что выданный домен второго уровня уникален в пределах соответствующего домена первого уровня. Организация вправе самостоятельно делить полученный домен второго уровня на поддомены, обеспечивая при этом уникальность новых имен на нижних уровнях иерархии.

Пользователи, подключенные к Интернет , получают доступ ко всем ресурсам сети. Они могут с помощью программных средств telnet, rlogin и т. п. осуществить регистрацию и выполнить свою работу на одном из удаленных многопользовательских компьютеров сети; совместно с другими пользователями объединять свои файловые системы в рамках распределенной в пространстве сетевой файловой системы NFS (Network File System) или воспользоваться услугами доступной практически в любой точке земного шара электронной почты E-mail, которая почти по всем параметрам превосходит обыкновенную почту.

В Интернет существует множество так называемых ftp-серверов, на которых хранится огромное количество файлов. Пользователь, соединившись с одним из таких серверов с помощью сетевой службы FTP (File Transfer Protocol), получает возможность поиска на сервере и переноса на собственный компьютер необходимой ему информации. Правда, иногда, для того чтобы копировать файлы, необходимо иметь пользовательский бюджет на данном сервере, но многие ftp-серверы позволяют регистрироваться под пользовательским именем anonymous и с адресом электронной почты в качестве пароля (такие серверы называются анонимными ftp-серверами).

Для облегчения поиска необходимой информации в Интернет существует отдельная сетевая служба Archie. Данная служба обеспечивает поиск по ключевым словам в специальной регулярно обновляемой базе данных о файлах, доступных по анонимному ftp.

Служба WAIS (Wide Area Information Server) аналогична Archie, однако позволяет проводить более глубокий поиск не только по именам и общим характеристикам файлов, но и по их содержанию.

Сервисная система Gopher связывает все три вышеназванные службы воедино. Средства поиска Gopher хорошо совмещаются с Archie и WAIS, а средства ее пользовательского интерфейса позволяют просматривать и копировать документы, найденные в результате поиска.

Для представления хранимой в Интернет информации в удобной для пользователя форме существует специальная сетевая служба WWW (World Wide Web), которая представляет собой своего рода распределенную по множеству узлов базу различного рода данных, построенную на гипертекстовой технологии. Для поиска в этой базе используются различные поисковые серверы, например, Rambler, Lycos, Yahoo и др.

Помимо названных сетевых служб в Интернет существуют и другие службы, в частности, IRC и ICQ, обеспечивающие возможность интерактивного общения удаленных пользователей сети. С помощью IRC (Internet Relay Chat) множество пользователей могут заходить на так называемые каналы (комнаты, виртуальные места, как правило, имеющие тематическую направленность), чтобы поговорить с группой людей или с конкретным человеком. Служба ICQ (I Seek You) — очень популярный в последнее время Internet-пейджер, позволяющий в любое время узнать, находится ли некоторый пользователь в сети, поговорить с ним, обменятся файлами и т. д.

Воспользоваться услугами всех перечисленных выше сетевых служб можно при наличии у пользователя специальной программы-клиента. Отметим, что некоторые из таких программ-клиентов носят интегральный характер, обеспечивая взаимодействие пользователя с несколькими сетевыми службами. Например, Web-браузер фирмы Netscape позволяет работать не только с www, но и с ftp, с gopher и даже с некоторыми другими службами.

Поиску информации в Интернете посвящены разделы 8.3 и 8.4.