Основы устройства и функционирования Интернет.
Сеть Интернет предоставляет следующие информационные услуги:
· передача и распространение информации;
· удаленный доступ к огромным массивам накопленных информационных ресурсов;
· общение между пользователями компьютерных сетей в различных странах мира.
Интернет представляет собой всемирное объединение взаимосвязанных компьютерных сетей. Использование общих протоколов семейства TCP/IP и единого адресного пространства позволяет говорить об Интернет как о единой глобальной “метасети”, или “сети сетей”. При работе на компьютере, имеющем подключение к Интернет, можно установит связь с любым другим подключенным к Сети компьютером и реализовать обмен информацией с помощью того или иного прикладного сервиса (службы) Интернет (WWW, FTP, E-mail и др.).
Число пользователей Интернет в мире строго подсчитать невозможно, однако по приблизительным оценкам оно составляет около одного миллиарда человек (в России – более 20 млн. человек). Количество хост-компьютеров, подключенных к Интернет, в 2007 году превысило 300 млн. (в России – более 200 тыс., и этот показатель в последнее время ежегодно удваивался).
Домашний компьютер или рабочая станция локальной сети получает доступ к глобальной сети Интернет благодаря установлению соединения (постоянного или сеансового) с компьютером сервис-провайдера – организации, сеть которой имеет постоянное подключение к Интернет и представляет услуги другим организациям и отдельным пользователям. Региональный сервис-провайдер, работающий с конечными пользователями, подключается, в свою очередь, к более крупному сервис-провайдеру – сети национального масштаба, имеющей узлы в различных городах страны или даже в нескольких странах. Национальные сети получают доступ в глобальный Интернет благодаря подключению к международным сервис-провайдерам – сетям, входящим в мировую магистральную инфраструктуру Интернет. Кроме того, региональные и национальные сервис-провайдеры, как правило, устанавливают соединения между собой и организуют обмен трафиком между своими сетями, чтобы снизить загрузку внешних каналов.
Темпы развития Интернет в той или иной стране во многом определяются развитием национальной инфраструктуры IP-сетей (компьютерных сетей, построенных на основе протоколов TCP/IP), включающей магистральные каналы передачи данных внутри страны, внешние каналы связи с зарубежными сетями и узлы в различных регионах страны. Степень развитости этой инфраструктуры, характеристики каналов передачи данных, наличие достаточного количества местных сервис-провайдеров определяют условия работы конечных пользователей Интернет и оказывают существенное влияние на качество предоставляемых услуг.
Пользователь, получивший полный доступ в Интернет, становится равноправным членом этого мирового сообщества и, вообще говоря, может не интересоваться тем, какие региональные и национальные сервис-провайдеры предоставляют этот доступ.
Интернет – организация с полностью добровольным участием. Высшая власть принадлежит ISOC (Internet Society). ISOC – общество с добровольным членством. Его цель – способствовать глобальному обмену информацией через Интернет. ISOC назначает совет старейшин, который отвечает за техническую политику, поддержку и управление Интернет.
Совет старейшин представляет собой группу приглашенных добровольцев, называемую IAB (Совет по архитектуре Интернет.). IAB регулярно собирается, чтобы утвердить стандарты и распределить ресурсы, такие, например, как сетевые адреса.
Пользователи Интернет высказывают свои замечания и предложения на встречах IETF (Оперативного инженерного отряда Интернет). IETF – это добровольная организация, которая регулярно собирается, чтобы обсудить текущие эксплуатационные и технические проблемы. Для решения важных проблем IETF создаются рабочие группы. По результатам исследования рабочая группа обычно выпускает доклад.
За Интернет никто централизовано не платит: каждая сеть или пользователь платит за свою часть. Так, например, NSF платит за содержание NSFNET, а NASA платит за Научную сеть NASA (NASA Science Интернет). Организации платят за подключение к некоторой региональной сети, которая в свою очередь платит за свой доступ сетевому владельцу государственного масштаба и т.д.
Каждая сеть имеет свой собственный сетевой эксплуатационный центр (NOC). Такой центр связан с другими и знает, как разрешить различные возможные проблемы.
Архитектура сетевых протоколов TCP/IP, на базе которых построена Интернет, предназначена специально для объединенной сети. Сеть может состоять из совершенно разнородных подсетей, соединенных друг с другом шлюзами. В качестве подсетей могут выступать самые разные локальные сети (Token Ring, Ethernet, пакетные радиосети и т.п.), различные национальные, региональные и специализированные сети (например, HELPnet), а также другие глобальные сети, такие, например, как Sprint. К этим сетям могут подключаться машины совершенно разных типов. Каждая из подсетей работает в соответствии со своими специфическими требованиями и имеет свою природу связи.
Доступ в Интернет, как уже упоминалось выше, получают через поставщиков услуг (сервис-провайдеров). Поставщики эти продают различные виды услуг, каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.
Персональный доступ в Интернет, особенно в России, пока что достаточно дорогое удовольствие, однако многие организации, особенно институты, уже имеют доступ в Интернет. В этом случае пользователю не надо платить денег из своего кармана, не надо иметь дело с поставщиками услуг и т.д.
Способы подключения к Интернету
Самыми распространенными способами подключения к Интернету на сегодняшний день являются:
Модемное соединение (Коммутируемый доступ) – Dial-Up, ADSL
Соединение по выделенной линии (оптоволокно и т.д.)
GPRS – доступ (через сотовый телефон)
Радиодоступ
Спутниковый интернет
Все они отличаются друг от друга принципом работы, скоростью передачи данных, надежностью, сложностью настройки оборудования и, конечно же, ценой. Основная характеристика любого подключения к Интернету – скорость передачи данных – измеряется в количестве информации передаваемой пользователю за единицу времени (за одну секунду) и обычно измеряется в килобайтах/сек (KB/s) или килобитах/сек (kbps). Для высокоскоростных каналов измерение скорости уже идет в мегабитах или мегабайтах в секунду.
В принципе времяпрепровождение в Интернете можно разделить на две группы – требующее получение большого количества трафика и не требующее этого. Для веб-серфинга (просмотра страниц) достаточно скорости обычного модемного соединения. Однако такая скорость не позволит вам комфортабельно скачивать большие файлы – фильмы, качественную музыку и так далее. Поэтому для полноценного использования возможностей Интернета требуется высокоскоростной доступ.
Модемное соединение (dial-up)
Самый старый и широко используемый способ подключения, но в настоящее время постепенно вытесняемый другими. Модемное (dial-up) подключение сейчас пользуется относительно большой популярностью только в городах, где нет широкого выбора провайдеров.
При таком способе подключения пользователю каждый раз для выхода в Интернет придется с помощью модема делать дозвон по телефонной линии до модемного пула провайдера. Отсюда вытекает первый недостаток dial-up’а – занятость телефонной линии во время нахождения в Интернете. Далее провайдер обрабатывает учетное имя (login) и пароль пользователя и сверяет их. Затем абоненту присваивается свободный IP, благодаря которому он получает доступ в Сеть.
Плюсами такого Интернет соединения являются: простота настройки и установки оборудования (требуется только аналоговый модем), низкая цена оборудования, и множество тарифных планов, предлагаемых провайдерами.
Недостатков у модемного соединения гораздо больше. Как было замечено выше – занятость телефонной линии абонента, низкая скорость передачи данных (обычно 3-4 КБ/с), и низкое качество соединения и передачи данных, из-за изношенности телефонных линий.
При скорости, обеспечиваемой модемным соединением практически невозможно скачать из Интернета большие файлы – видео, дистрибутивы больших программ и так далее.
Требуемое оборудование
Аналоговый модем — от 300 (внутренний) до 1000 (хороший внешний) руб.
Подключение – у большинства провайдеров бесплатно.
АDSL
Более перспективной по сравнению с dial-up в настоящее время является технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line). Это технология, позволяющая предоставлять по обычным аналоговым телефонным линиям высокоскоростной широкополосный доступ в Интернет. Скорость при этом достигает величины 8 Мбит/с. К тому же данная технология не загружает телефонную линию абонента, благодаря разделению диапазонов сигналов в телефонной линии. Абоненту также не нужно дозваниваться до провайдера. Минусы – достаточно высокая стоимость трафика – 2-2,5 руб/MБайт.
Требуемое оборудование
ADSL – модем (сплиттер обычно в комплекте) – от 600 до 2000 руб.
Право на подключение для населения — до 1000 руб. (в зависимости от региона).
GPRS соединение
В связи с быстрым развитием сотовой связи в России почти у каждого человека имеется сотовый телефон. Почему бы его не использовать для доступа к Интернету? Практически все провайдеры на сегодняшний день предлагают услугу использования сотового телефона вместо традиционного модема. При этом для доступа в сеть используются свободные каналы оператора сотовой связи.
Для пользователя такое подключение к Интернету хорошо тем, что при поддержке телефоном GPRS из дополнительного оборудования требуется только устройство для связи мобильного телефона с компьютером (USB-кабель, инфракрасный порт или Bluetooth). Плюсом также является мобильность данного вида соединения.
Скорость передачи данных зависит от оператора сотовой связи и применяемого оборудования, но в целом тоже невысока – всего в два раза выше модемной.
Определяющим недостатком в первую очередь является высокая стоимость трафика, получаемого пользователем (5-7 руб/Мбайт).
Требуемое оборудование
USB – кабель, инфракрасный порт, Bluetooth – около 400-500 руб.
Соединение по выделенной линии
Провайдер проводит до компьютера абонента выделенную линию (витая пара или оптоволокно) и выдает диапазон IP-адресов для выхода абонента в Интернет.
При этом пользователь получает свободную телефонную линию, постоянную связь с сетью Интернет, высокое качество соединения и передачи данных, высокую скорость (до 100 Мбит/с).
Однако стоимость установки и настройки такого соединения прямо зависит от расстояния компьютера до точки подключения провайдера, и, в любом случае, достаточно велика по сравнению с другими способами соединения. А при переносе компьютера в другое место к нему снова придется прокладывать кабель.
Требуемое оборудование
В данном случае пользователю из оборудования необходима только сетевая карта, а в настоящее время она имеется практически на любой из материнских плат.
Радиодоступ
Беспроводной способ подключения к Интернету. У провайдера и абонента устанавливается все необходимое оборудование (специальный радиомодем, антенна), с помощью которого и осуществляется обмен информацией между пользователем и Интернетом.
Минусы радиодоступа заключаются в необходимости покупки дорогостоящего оборудования и высокой абонентской плате провайдеру. Качество соединения и передачи данных зависит от погоды и видимости базовой передающей станции.
К плюсам его относятся высокая скорость соединения (до 2 Мбит/с) и мобильность абонента (то есть возможность подключить абонентское устройство к другому компьютеру).
Требуемое оборудование
Антенна — около 2000 руб.
Внутренний модуль (радиомодем) – разброс цен довольно большой
Отдельно стоит отметить подключение по Wi-Fi, для которого необходим только Wi-Fi модуль (стоимость – до 2000 рублей) но… в регионах зоны покрытия Wi-Fi практически нет.
Спутниковое соединение
Спутниковое соединение бывает односторонним (асинхронным) и двусторонним. Второе по причине дороговизны оборудования (счет идет на десятки тысяч) МирСоветов рассматривать не будет.
Чаще всего спутниковым Интернетом называют асинхронный (или совмещенный) способ доступа – данные к пользователю поступают через спутниковую тарелку, а запросы (трафик) от пользователя передаются любым другим соединением – GPRS или по наземным каналам (ADSL, dial-up). Главное требование к запросному каналу – надежность соединения. В большинстве случаев лучшим выбором для него является ADSL подключение с бесплатным исходящим трафиком.
Преимущества спутникового подключения к Интернету – в первую очередь это очень низкая стоимость трафика – от 10 до 100 копеек за 1 мегабайт. Стоимость комплекта оборудования и подключения в настоящее время доступна практически для всех (особенно по сравнению с другими способами доступа) и составляет приблизительно 200-300 долларов США.
Скорость передачи данных значительно варьируется в зависимости от провайдера и тарифного плана, выбранного пользователем. Провайдеры спутникового Интернета предлагают очень широкий выбор тарифных планов, в том числе и безлимитных. Очень приятным бонусом является также возможность бесплатного приема спутникового телевидения.
Минусом спутникового подключения к Интернету является необходимость наличия канала для исходящего трафика – телефонной линии или телефона с поддержкой GPRS. Впрочем, сейчас это не такая большая проблема.
Требуемое оборудование
Антенна 90 см с кронштейном – около 2000 руб.
DVB карта (спутниковый модем) SkyStar2 — 1800 руб.
Конвертор – 700 руб.
Кабель – 100 руб. (10 м)
Установка, настройка – 1700 руб.
ПРОТОКОЛЫ ИНТЕРНЕТА
В основе работы сети лежит использование нескольких протоколов, которые работают один поверх другого. Давайте рассмотрим основные сетевые протоколы интернет, которые вам будут часто встречаться, и попытаемся понять разницу между ними.
MAC или (Media Access Control) - это протокол низкого уровня, который используется для идентификации устройств в локальной сети. У каждого устройства, подключенного к сети есть уникальный MAC адрес, заданный производителем. В локальных сетях, а все данные выходят из локальной сети и попадают в локальную сеть перед тем, как попасть к получателю, используются физические MAC адреса для обозначения устройств. Это один из немногих протоколов уровня соединения, с которым довольно часто приходится сталкиваться.
IP ( Internet Protocol) - расположен уровнем выше, за MAC. Он отвечает за определение IP адресов, которые будут уникальными для каждого устройства и позволяют компьютерам находить друг друга в сети. Он относится к сетевому уровню модели TCP/IP. Сети могут быть связанны друг с другом в сложные структуры, с помощью этого протокола компьютеры могут определить несколько возможных путей к целевому устройству, причем во время работы эти пути могут меняться. Есть несколько реализаций протокола, но наиболее популярной на сегодняшний день является IPv4 и IPv6.
ICMP (Internet control message protocol) - используется для обмена сообщениями между устройствами. Это могут быть сообщения об ошибках или информационные сообщения, но он не предназначен для передачи данных. Такие пакеты используются в таких диагностических инструментах, как ping и traceroute. Этот протокол находится выше протокола IP;
TCP (Transmission control protocol) - это еще один основной сетевой протокол, который находится на том же уровне, что и ICMP. Его задача - управление передачей данных. Сети ненадежны. Из-за большого количества путей пакеты могут приходить не в том порядке или даже теряться. TCP гарантирует, что пакеты будут приняты в правильном порядке, а также позволяет исправить ошибки передачи пакетов. Информация приводится к правильному порядку, а уже затем передается приложению. Перед передачей данных создается соединение с помощью так называемого алгоритма тройного рукопожатия. Он предусматривает отправку запроса и подтверждение открытия соединения двумя компьютерами. Множество приложений используют TCP, это SSH, WWW, FTP и многие другие.
UDP (user datagram protocol) - это популярный протокол, похожий на TCP, который тоже работает на транспортном уровне. Отличие между ними в том, что здесь используется ненадежная передача данных. Данные не проверяются при получении, это может выглядеть плохой идеей, но во многих случаях этого вполне достаточно. Поскольку нужно отправлять меньше пакетов, UDP работает быстрее, чем TCP. Поскольку соединение устанавливать не нужно, то этот протокол может использоваться для отправки пакетов сразу на несколько машин или IP телефонии.
HTTP (hypertext transfer protocol) - это протокол уровня приложения, который лежит в основе работы всех сайтов интернета. HTTP позволяет запрашивать определенные ресурсы у удаленной системы, например, веб страницы, и файлы;
FTP (file transfer protocol) - это протокол передачи файлов. Он работает на уровне приложений и обеспечивает передачу файла от одного компьютера к другому. FTP - не безопасный, поэтому не рекомендуется его применять для личных данных;
DNS (domain name system) - протокол того же уровня, используемый для преобразования понятных и легко читаемых адресов в сложные ip адреса, которые трудно запомнить и наоборот. Благодаря ему мы можем получить доступ к сайту по его доменному имени;
SSH (secure shell) - протокол уровня приложений, реализованный для обеспечения удаленного управления системой по защищенному каналу. Многие дополнительные технологии используют этот протокол для своей работы.
Есть еще очень много других протоколов, но мы рассмотрели только сетевые протоколы, которые больше всего важны. Это даст вам общие понятия того, как работает сеть и интернет в целом.
IaW2Jyr |
Скачать 21.52 Kb.