Реферат: Глобальные сети INTERNET
(IP). Несмотря на то, что в сети Internetиспользуется 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
уровнювзаимодействия 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, занимающийсяуправлением передачей информации по каналу. К протоколам
логического уровня для телефонных линий относятся протоколы SLIP (Serial Line
Interface Protocol) иPPP (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. Кпротоколам транспортного уровня принадлежат TCP (Transmission Control
Protocol) и UDP (User Datagram Protocol).
Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение
соответствующихканалов. 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 программампредставительского уровня принадлежат программы,
запускаемые, к примеру, на Unix-сервере, для предоставления различных услуг
абонентам. К таким программамотносятся: telnet-сервер, FTP-сервер,
Gopher-сервер, NFS-сервер, NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail
Transfer Protocol), POP2 и POP3 (PostOffice 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 битовначинается 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 необходимымивозможностями. Расширение функциональных
возможностей сети путём добавления уровня за уровнем приводит к тому, что Вы в
конце концов получаетепо-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,
обепозволяют 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 – этосеть с коммутацией каналов. Когда Вы производите
вызов, Вам выделяется некоторая часть это сети. Даже если Вы не используете ее
(например, находитесьв режиме удержания), она остается недоступной для других
абонентов, которым в этот момент нужно позвонить. Это приводит к тому, что такой
дорогой ресурс, каксеть, 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.
Вашакорреспонденция 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 даннойглавы.
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,
разбросанныепо всему земному шару. Как это происходит?
Различные участки Internet связываются с помощью системы компьютеров
(называемыхмаршрутизаторами) 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 доставкипочты. Маршрутизаторы – это почтовые подстанции; они принимают
решения о том, куда направлять данные («пакеты»), так же, как почтовая
подстанция решает, куданаправлять конверты с почтой. Каждая подстанция, или
маршрутизатор, не имеет связи с остальными станциями. Если Вы опустили письмо в
почтовый ящик вНью-Хэмпшире, а адресат живет в Калифорнии, то местное почтовое
отделение не будет бронировать самолет, чтобы доставить Ваше письмо в
Калифорнию. Местноепочтовое отделение посылает письмо на подстанцию, подстанция
посылает его на другую подстанцию и так далее, пока письмо не дойдет до
адресата. Такимобразом, 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
неможете рассчитывать, что корреспонденция будет доставлена по назначению.
Письмо нужно вложить в конверт, написать на конверте адрес и наклеить марку.
Точно также, как почтовое отделение следует по правилам, которые определяют
порядок работы почтовой сети, определенные правила регламентируют порядок работы
Internet. Эти правила называют протоколами. Межсетевойпротокол (Internet
Protocol, IP) отвечает за адресацию, т.е. гарантирует, что маршрутизатор знает,
что делать с Вашимиданными, 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 пакетаданных.
Internet - адреса состоят из четырёх чисел, каждое из которых не превышает
256. Призаписи 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, тоначало адреса содержит информацию для маршрутизаторов о том, к
какой сети относится Ваш компьютер. Правая часть адреса служит для того, чтобы
сообщитьсети, какой компьютер должен получить этот пакет.[1]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 конвертпопадает в необходимое
почтовое отделение, то, которое знает об улицах в определенном районе. Элемент
«KellyRoad» похож на адрес компьютера; он указывает на конкретный почтовый ящик
в районе, который обслуживает данное почтовоеотделение. Почтовое ведомство
выполнило свою задачу, доставив почту в нужное местное отделение, а это
отделение положило письмо в соответствующий почтовыйящик. Аналогичным образом,
Internet выполнила свою задачу, когда ее маршрутизаторы направили данные
всоответствующую 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.
Водном пакете обычно посылается от одного до 1500 символов информации. Это не
дает возможности одному пользователю монополизировать сеть, однако
позволяеткаждому рассчитывать на своевременное обслуживание. Это также означает,
что в случае перегрузки сети качество ее работы несколько ухудшается для
всехпользователей: она не умирает, если ее монополизировали несколько солидных
пользователей.
Одно из достоинств Internet состоит в том, что для работы на базовом
уровнедостаточно только межсетевого протокола. Сеть будет не очень
дружественной, но если Вы будете вести себя достаточно разумно, то решите свои
задачи. ПосколькуВаши данные помещаются в IP- конверт, то сеть имеет всю
информацию, необходимую для перемещения этого пакета из Вашегокомпьютера в пункт
назначения. Здесь, однако, возникает сразу несколько проблем.
Во-первых, в большинстве случаев объем пересылаемой информации превышает 1500
символов. Если бы почтапринимала только открытки, Вас бы это, естественно,
разочаровало.
Во-вторых, может произойти ошибка. Почтовое ведомство иногда теряет письма, а
сети иногда теряютпакеты или повреждают их при передаче. Вы увидите, что в
отличие от почтовых отделений Internet успешно решает такиепроблемы.
В-третьих, последовательность доставки пакетов может быть нарушена. Если Вы
послали поодному адресу одно за другим два письма, то нет никакой гарантии,
что они пойдут по одному маршруту или придут в порядке их отправления. Такая
жепроблема существует и в Internet.
Поэтому следующий уровень сети даст нам возможность пересылать более
крупные порции информации и позаботиться обустранении 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 хотитепослать
кому-нибудь книгу, а почта принимает только письма? Выход один: вырвать из книги
все страницы, вложить каждую в отдельный конверт и бросить всеконверты в
почтовый ящик. Получателю пришлось бы собирать все страницы (при условии, что ни
одно письмо не пропало) и склеивать обратно в книгу. Вот этизадачи 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 ирасполагает их в правильном порядке. Если
каких-нибудь конвертов нет, программа просит отправителя передать их еще раз.
После размещения всей информации вправильном порядке эти данные передаются той
прикладной программе, которая использует услуги ТСР.
Как сделать сеть дружественной?
Для этого необходимо настроить программное обеспечение на конкретную задачу и
при обращениик компьютерам использовать не адреса, а имена.
Прикладные программы.
Большинство пользователей не испытывают интереса к потоку битов между
компьютерами, какимибы скоростными не были линии и какой бы экзотической не была
технология, которая позволила его получить. Они хотят быстро использовать этот
поток битовдля каких-то полезных задач, будь то перемещение файла, доступ к
данным или просто игра. Прикладные программы – это части программного
обеспечения, которыепозволяют удовлетворить эти потребности. Такие программы
составляют еще один уровень программного обеспечения, надстраиваемый над
сервисом ТСР или UDP. Прикладные программы предоставляют пользователюсредства
для решения конкретной задачи.
Диапазон прикладных программ широк: от доморощенных до патентованных,
поставляемых крупнымифирмами-разработчиками. В Internet есть три стандартные
прикладные программы (удаленный доступ, пересылка файлов иэлектронная почта), а
также другие, широко используемые, но не стандартизированные программы. В главах
5-14 показано, как использовать самыераспространенные прикладные программы
Internet.
Когда речь идет о прикладных программах, следует учесть одну особенность: Вы
воспринимаетеприкладную программу так, как она выглядит в Вашей локальной
системе. Команды, сообщения, приглашения и т.д., появляющиеся у Вас на экране,
могут несколькоотличаться 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 попытайтесьпонять суть
сообщения.Не беспокойтесь, если некоторые команды имеют другие имена;
большинство прикладных программ снабжены достаточно солиднымисправочными
подсистемами, которые помогут найти необходимую команду.
Доменная система имён.
Цифровые адреса – и это стало понятно очень скоро – хороши при общении
компьютеров, адля людей предпочтительнее имена. Неудобно говорить, используя
цифровые адреса, и ещё труднее запоминать их. Поэтому компьютерам в Internet
присвоеныимена. 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 присвоенодвум компьютерам. Кроме того,
необходимо обеспечить преобразование имён в числовые адреса, ведь имена хороши
для людей, а компьютеры всё-такипредпочитают 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) создавалспециальную службу
регистрации. Вы посылали заполненный бланк (конечно, электронными средствами), и
NIC вносил Вас всвой список имён и адресов. Этот файл, называемый hosts (список
узловых компьютеров), регулярно рассылался на все компьютеры сети. В
качествеимён использовались простые слова, каждое из которых обязательно
являлось уникальным. Когда Вы указывали имя, Ваш компьютер искал его в этом
файле иподставлял соответствующий адрес.
Когда Internet разрослась, к сожалению, размер этого файла тоже увеличился.
Стали возникать значительныезадержки при регистрации имён, поиск уникальных имён
усложнился. Кроме того, на рассылку этого большого файла на все указанные в нём
компьютеры уходило многосетевого времени. Стало очевидно, что такие темпы роста
требуют наличия распределённой интерактивной системы. Эта система называется
«доменной системойимён» (Domain Name System, DNS).
Структура доменной системы.
Доменная система имён представляет собой метод назначения имён путём
возложения на разныегруппы пользователей ответственности за подмножества имён.
