Основи роботи в Internet

Короткий історичне введення

Близько 20 років тому Міністерство Оборони США створило мережу, яка стала предтечею Internet, - вона називалася ARPAnet. ARPAnet була експериментальною мережею, - вона створювалася для підтримки наукових досліджень у військово-промисловій сфері, - у Зокрема, для дослідження методів побудови мереж, стійких до часткових пошкоджень, що отримуються, наприклад, при бомбардуванні авіацією і здатних у таких умовах продовжувати нормальне функціонування. Ця вимога дає ключ до розуміння принципів побудови і структури Internet. У моделі ARPAnet завжди був зв'язок між комп'ютером-джерелом і комп'ютером-приймачем (станцією призначення). Мережа a priori передбачалася ненадійною: будь-яка частина мережі може зникнути в будь-який момент.

На зв'язуються комп'ютери - не тільки на саму мережу - також покладена відповідальність забезпечувати налагодження і підтримку зв'язку. Основний принцип полягав у тому, що будь-який комп'ютер міг зв'язатися як рівний з рівним з будь-яким іншим комп'ютером.

Передача даних в мережі була організована на основі протоколу Internet - IP. Протокол IP - це правила і опис роботи мережі. Це зведення включає правила налагодження і підтримання зв'язку в мережі, правила поводження з IP-пакетами та їх обробки, опису мережевих пакетів сімейства IP (їх структура і т.п.). Мережа замислювалася і проектувалася так, щоб від користувачів не потрібно було ніякої інформації про конкретну структуру мережі. Для того, щоб відправити повідомлення по мережі, комп'ютер повинен помістити дані в якийсь `` конверт'', що називається, наприклад, IP, вказати на цьому `` конверті''конкретну адресу в мережі і передати отримані в результаті цих процедур пакети в мережу.

Ці рішення можуть здатися дивними, як і припущення про `` ненадійною''мережі, але вже наявний досвід показав, що більшість цих рішень цілком розумно і правильно. Поки Міжнародна Організація по Стандартизації (Organization for International Standartization - ISO) витрачала роки, створюючи остаточний стандарт для комп'ютерних мереж, користувачі чекати не бажали. Активісти Internet почали встановлювати IP-програмне забезпечення на всі можливі типи комп'ютерів. Незабаром це стало єдиним прийнятним способом для зв'язку різнорідних комп'ютерів. Така схема сподобалася уряду і університетам, які проводять політику покупки комп'ютерів у різних виробників. Кожен купував той комп'ютер, який йому подобався і мав право очікувати, що зможе працювати по мережі спільно з іншими комп'ютерами.

Приблизно 10 років після появи ARPAnet з'явилися Локальні Обчислювальні Мережі (LAN), наприклад, такі як Ethernet і ін Одночасно з'явилися комп'ютери, які стали називати робочими станціями. На більшості робочих станцій була встановлена Операційна Система UNIX. Ця ОС мала можливість роботи в мережі з протоколом Internet (IP). У зв'язку з виникненням принципово нових завдань і методів їх вирішення з'явилася нова потреба: організації бажали підключитися до ARPAnet своєю локальною мережею. Приблизно в той же час з'явилися інші організації, що почали створювати свої власні мережі, що використовують близькі до IP комунікаційні протоколи. Стало ясно, що всі тільки виграли б, якби ці мережі могли спілкуватися всі разом, адже тоді користувачі з однієї мережі змогли б зв'язуватися з користувачами іншої мережі.

Однією з найважливіших серед цих нових мереж була NSFNET, розроблена за ініціативою Національного Наукового Фонду (National Science Foundation - NSF), аналога нашого Міністерства Науки. Наприкінці 80-х NSF створив п'ять суперкомп'ютерних центрів, зробивши їх доступними для використання в будь-яких наукових установах. Було створено усього лише п'ять центрів тому, що вони дуже дороги навіть для багатої Америки. Саме тому їх і випливало використовувати кооперативно. Виникла проблема зв'язку: був потрібний спосіб з'єднати ці центри і надати доступ до них різним користувачам. Спочатку була зроблена спроба використовувати комунікації ARPAnet, але це рішення потерпіло крах, зіткнувшись з бюрократією оборонної галузі і проблемою забезпечення персоналом.

Тоді NSF вирішив побудувати свою власну мережу, засновану на технології IP ARPAnet. Центри були з'єднані спеціальними телефонними лініями з пропускною здатністю 56 Kbps. Однак, було очевидно, що не варто навіть і намагатися з'єднати всі університети і дослідницькі організації безпосередньо з центрами, тому що прокласти така кількість кабелю - не тільки дуже дорого, але практично неможливо. Тому вирішено було створювати мережі по регіональному принципу. У кожній частині країни зацікавлені установи повинні були з'єднатися зі своїми найближчими сусідами. Ланцюжки, приєднувалися до суперкомп'ютера в одній зі своїх крапок, у такий спосіб суперкомп'ютерні центри були з'єднані разом. У такій топології будь-який комп'ютер міг зв'язатися з будь-яким іншої, передаючи повідомлення через сусідів.

Це рішення було успішним, але настала пора, коли мережа вже більш не справлялася зі збільшеними потребами. Спільне використання суперкомп'ютерів дозволяло підключеним громадам використовувати і безліч інших речей, що не відносяться до суперкомп'ютерів. Зненацька університети, школи й інші організації усвідомили, що здобув під рукою море даних і світ користувачів. Потік повідомлень у мережі (трафік) наростав усе швидше і швидше поки, зрештою, не перевантажив керуючі мережею комп'ютери і зв'язують їхні телефонні лінії. У 1987 р. контракт на керування і розвиток мережі був переданий компанії Merit Network Inc., що займалася освітньою мережею Мічигану разом з IBM і MCI. Стара фізично мережа була замінена більш швидкими (приблизно в 20 разів) телефонними лініями. Були замінені на більш швидкі і мережні керуючі машини.

Процес удосконалювання мережі йде безупинно. Однак, більшість цих перебудов відбувається непомітно для користувачів. Включивши комп'ютер, ви не побачите оголошення про те, що найближчі півроку Internet не буде доступна через модернізації. Можливо навіть більш важливим є те, що перевантаження мережі і її удосконалення створили зрілу і практичну технологію. Проблеми були вирішені, а ідеї розвитку перевірені в справі.

Важливо відзначити те, що зусилля NSF з розвитку мережі призвели до того, що будь-який бажаючий може отримати доступ до мережі. Перш Internet була доступна тільки для дослідників в галузі інформатики, державним службовцям та підрядників. NSF сприяв загальну доступність Internet по лінії освіти, вкладаючи гроші в під'єднання навчального закладу до мережі, тільки якщо той, у свою чергу, мало плани поширювати доступ далі по окрузі. Таким чином, кожен студент чотирирічного коледжу міг стати користувачем Internet.

І потреби продовжують рости. Більшість таких коледжів на Заході вже приєднано до Internet, робляться спроби підключити до цього процесу середні і початкові школи. Випускники коледжів прекрасно знають про переваги Internet і розповідають про них своїм роботодавцям. Вся ця діяльність призводить до безперервного росту мережі, до виникнення і вирішення проблем цього зростання, розвитку технологій та системи безпеки мережі.

Що складає Internet?

В дійсності Internet не просто мережа, - вона є структура, яка об'єднує звичайні мережі. Internet - це `` Мережа мереж''. Що включає Internet? Питання непростий. Відповідь на нього змінюється з часом. Спочатку відповідь була б достатньо простий: `` всі мережі, що використовують протокол IP, які кооперуються для формування єдиної мережі своїх користувачів''. Це включало б різноманітні відомчі мережі, багато регіональних мереж, мережі навчальних закладів і деякі закордонні мережі (за межами США).

Трохи пізніше привабливість Internet усвідомили і деякі не-IP-мережі. Вони захотіли надати її послуги своїм клієнтам і розробили методи підключення цих `` дивних''мереж (наприклад, Bitnet, DECnet і т.д.) до Internet. Спочатку ці підключення, названі шлюзами, служили тільки для передачі електронної пошти. Однак, деякі з них розробили засоби передачі й інших послуг. Чи є Чи ці мережі частиною Internet? І так, і ні. Все залежить від того, чи хочуть вони того самі.

Адміністративний пристрій Internet

Internet по організації багато в чому нагадує церкву. Це організація з повністю Керується вона чимось на зразок ради старійшин, проте, у Internet немає патріарха, президента або Тата. Складові мережі можуть мати своїх президентів або аналогічних керманичів, але це зовсім інша справа; в Internet немає єдиної авторитарної фігури. Вища влада, де б Internet не була, залишається за ISOC (Internet Society). ISOC - товариство з добровільним членством. Його мета - сприяти глобальному обміну інформацією через Internet. Воно призначає раду старійшин, що відповідає за технічну політику, підтримку і керування Internet.

Рада старійшин представляє собою групу добровольців, звану IAB (Рада з архітектурі Internet.). IAB регулярно збирається, щоб `` благословити'' стандарти і розподілити ресурси, такі, наприклад, як адреси. Internet працює, оскільки є стандартні способи спілкування між комп'ютерами і прикладними програмами. Це дозволяє комп'ютерам різного типу зв'язуватися без особливих проблем. IAB відповідальний за стан дарт; він вирішує, коли стандарт необхідний і яким йому варто бути. Коли потрібно стандарт, рада розглядає проблему, приймає стандарт і по мережі оповіщає про нього світ. IAB також стежить за різними номерами (і іншими речами), які повинні залишатися унікальними. Наприклад, кожний комп'ютер у Internet має свій унікальний 32-розрядний двійковий адресу; ніякий інший комп'ютер не має такого ж. Як присвоюється ця адреса? IAB піклується про такого роду проблеми. Він не привласнює адрес сам особисто, але розробляє правила, як ці адреси привласнювати.

Користувачі Internet висловлюють свої скарги і пропозиції на зустрічах IETF (Оперативного інженерного загону Internet). IETF - це інша добровільна організація; також збирається регулярно, щоб обговорити поточні експлуатаційні і назріваючі технічні проблеми. При обговоренні достатньо важливої проблеми IETF створює робочу групу для її подальшого дослідження. (На практиці `` достатньо важлива''зазвичай означає, що для робочої групи є достатня кількість добровольців). Відвідувати зустрічі IETF і включатися в робочі групи можуть всі, головне, щоб люди працювали, справа добровільна. Робочі групи мають різні функції: це може бути випуск документації, вироблення стратегії дій при виникненні проблем, стратегічні дослідження, розробка нових стандартів і протоколів, доробка вже існуючих (наприклад, зміна значень окремих полів). Робоча група звичайно випускає доповідь. У Залежно від виду рекомендації, це може бути просто документацією і бути доступною для будь-якого охочого, що може бути прийняте добровільно як здорова ідея, або ж це може бути послано в IAB і бути оголошеною стандартом.

Якщо якась мережа приймає вчення Internet, приєднується до неї і вважає себе її частиною, тоді вона і є частиною Internet. Можливо їй багато чого покажеться нерозумним, дивним, сумнівним - вона може поділитися своїми сумнівами з IETF. Деякі скарги-пропозиції можуть виявитися цілком розумними і, можливо, Internet відповідно зміниться. Щось може показатися просто справою смаку або традиції, тоді ці заперечення будуть відхилені. Якщо мережа робить що-небудь, що може нашкодити Internet, вона може бути виключена із співтовариства до тих пір, поки вона не виправиться.

Зараз Internet складається з більш ніж 12 тисяч об'єднаних між собою мереж.

Фінанси

За Internet ніхто централізовано не платить; немає такої організації як Internet Inc., яка збирає плату з усіх мереж Internet або користувачів. Замість цього кожен платить за свою частину. NSF платить за зміст NSFNET. NASA платить за Наукову Мережа NASA (NASA Science Internet). Представники мереж збираються разом і вирішують, як їм з'єднуватися один з одним і використовувати ці взаємозв'язки. Коледж або корпорація платить за її підключення до деякої регіональної мережі, яка у свою чергу платить за свій доступ мережному власнику державного масштабу.

Як структура Internet позначається на Користувача?

Те, що Internet не мережа, а збори мереж, мало як позначається на конкретному користувача. Для того, щоб зробити що-небудь корисне (запустити програму або дістатися до будь-яких єдиних у своєму роді даних), користувачеві не треба піклуватися про те, як ці складові мережі містяться, як вони взаємодіють і підтримують міжмережеві зв'язку.

Розглянемо для наочності телефонну мережу - теж до певної міри Internet. Міністерство Зв'язки Росії, Pacific Bell, AT &, MCI, British Telecom, Telefon's de Mexico і т.д., - все це окремі корпорації, які обслуговують різні телефонні системи. Вони ж піклуються про спільну роботу, про створення об'єднаної мережі; все, що вам потрібно зробити, де б на планеті ви не знаходилися і куди б ви не дзвонили, - це набрати номер. Якщо забути про ціну і рекламі, вам повинно бути абсолютно все одно, з ким ви маєте справу: з МСI, AT & або Міністерством Зв'язки. Знімаєте трубочку, натискаєте кнопочки (крутите диск) і говорите.

Вас, як користувача, турбує тільки, хто займається вашими заявками, коли з'являються проблеми. Якщо що-небудь перестає працювати, тільки один з відповідних компаній може виправити це. Вони спілкуються один з одним з проблемних питань, але кожен з власників мереж відповідальний за проблеми, що виникають на його власній ділянці системи, за сервіс, що ця мережа надає своїм клієнтам.

Це ж вірно і для Internet. Кожна мережа має свій власний мережевий експлуатаційний центр (NOC). Кожен такий робочий центр пов'язаний з іншими і знає, як вирішити різні можливі проблеми. Ваш регіон має угоду з однією з складових мереж Internet і її турбота полягає в тому, щоб люди вашого регіону були задоволені роботою мережі. Так що, якщо щось зіпсується, NOC і є та сама організація, з кого за це запитають, кого за це будуть бити.

Архітектура мережевих протоколів TCP/IP, на базі яких побудована Internet, призначена спеціально для об'єднаної мережі. Мережа може складатися з абсолютно різнорідних підмереж, з'єднаних один з одним шлюзами. Як підмереж можуть виступати самі різні локальні мережі (Token Ring, Ethernet, пакетні радіомережі тощо), різні національні, регіональні та спеціалізовані мережі (наприклад, HEPnet), а також інші глобальні мережі, такі, наприклад, як Bitnet або Sprint. До цих мереж можуть підключатися машини абсолютно різних типів. Кожна з підмереж працює у відповідності зі своїми специфічними вимогами і має свою природу зв'язку, сама вирішує свої внутрішні проблеми. Однак, передбачається, що кожна підмережа може прийняти пакет інформації і доставити його за вказаною адресою в цій конкретній підмережі. Всі ж не потрібно, щоб підмережа гарантувала доставку пакетів і мала надійний наскрізний протокол (протокол роботи мережі в якості посередника при передачі повідомлень між двох зовнішніх мереж). Природа такого послаблення вам стане яснґа пізніше. Таким чином, дві машини, підключенню до однієї підмережі, можуть безпосередньо обмінюватися пакетами, а якщо виникає необхідність передати повідомлення машині в іншій підмережі, то набувають чинності міжмережеві угоди, для чого підмережі використовують свій міжмережевий мова - протокол IP; вони передають повідомлення за певною ланцюжку шлюзів і підмереж, поки воно не досягне потрібної підмережі, де воно і буде доставлено безпосередньо одержувачу. Іншими словами, користувача вся ця кухня абсолютно не турбує. Як і у прикладі з телефонною мережею, яка уявляється йому єдиною великою мережею, а не безліччю мереж, для нього все це строкате збіговисько різнорідних і іноді несумісних між собою мереж представляється однією мережею - `` Мережею мереж''-- Internet.

Потенційні користувачі

Кому ж може бути настільки корисна Internet і яким чином? Що розвитку так сприяє її?

Корисність Internet підвищувалася разом з розвитком обчислювальної техніки із запізненням приблизно в 10 років. Наприкінці 80-х років поява персональних комп'ютерів перенесло інформатику з царства знавців до широкого загалу. Internet в ході свого розвитку і повсюдного розповсюдження займається саме таким переносом.

Internet, як і обчислювальна техніка, здійснила перехід від забави експертів до інструментом щоденного користування. І сам процес переходу був абсолютно аналогічний. Мережа поступово ставала простіше у використанні, частково тому що обладнання стало краще, а частково тому, що сама стала швидше і надійніше. І самі сміливі з тих, хто спочатку не наважувалися зв'язуватися з Internet, почали її використовувати. Ці нові користувачі породили величезну потребу в нових ресурсах і кращому інструментарії. Поліпшувалися старі засоби, з'являлися нові, призначені для доступу до нових ресурсів, що полегшувало використання мережі. І ось вже інша група людей стала розуміти користь Internet. Процес повторювався. Цей кругообіг продовжує розвиватися і до цього дня.

Загалом, все користувачі Internet шукають одного: спілкування та інформації. І вони знаходять це серед людей і комп'ютерів. Легко забути про людських ресурсах Internet, але вони дуже важливі, так само, як і доступні комп'ютери. Internet - миролюбна та дружня країна. Тут можна зустріти таких самих людей, як ви самі. Ви, безсумнівно, потенційний користувач мережі, якщо, наприклад, ви:

- Біолог, яким потрібна карта геному дрозофілли;

- Чань-буддист в стані пан-ісламістів, що шукає будь-яке духовне товариство і розуміння;

- єстетствує інтелектуал, шанувальник класики і року, кому остогидла поп-музика в ефірі;

- Психолог або психотерапевт, який бажає обговорити тонкі моменти відносин таємниці сповіді з законом в дуже специфічному випадку.

І так далі. Усім цим людям Internet надає чудову можливість знайти однодумців. Можна - насправді, навіть дуже легко - знайти електронний дискусійний клуб майже за будь-якої теми (їх зараз усього близько півтори тисячі), або почати нову дискусію і встати біля витоків нового клубу, який ніхто до досі не здогадався створити.

Internet відкриває цим людям також і доступ до комп'ютерних ресурсів. Лектор суспільства `` Знання''може зв'язатися з комп'ютером NASA, який надасть йому інформацію про минуле, сьогодення і майбутнє космічної науки і програми США. Священик може знайти Біблію, Коран, Тору, щоб процитувати потрібні уривки. Юрист може вчасно знайти копії доповідей на засіданнях Верховного Суду США з справі `` Іран-контрас''. Восьмикласниця може обговорити музичну лірику В. Цоя з ровесниками або виступити експертом серед новачків, адже тільки вона і розуміє лірику по-справжньому.

І це тільки початок. Поза сумнівом, в кінцевому рахунку, всі прийдуть до розуміння того, що наступає Ера Інформації; потреба в ній зростає і буде зростати лавиноподібно, кількість споживачів теж. Нікуди від цього не дітися. Без надійної та оперативної інформації не можна йти в ногу з часом, розвивати науку і техніку на рівні кращих світових зразків. І всі ми, всі до одного, -- потенційні користувачі глобальної інформаційної мережі.

У цьому ви переконайтеся самі, прочитавши і усвідомивши цю працю.

Доступ в Internet

Доступ в Internet, звичайно, одержують через постачальників послуг (service provider). Постачальники ці продають різні види послуг, кожний з них має свої переваги і недоліки. Так само як і при покупці садової тачки (в оригіналі - Автомобіля) ви вирішуєте, якими якостями повинна вона володіти, скільки ви за неї можете собі дозволити заплатити, і, виходячи з цього, вибираєте відповідний варіант з пропонованого безлічі.

Але перед тим, як почати діяти в цьому напрямку, тобто добувати список постачальників Internet, читати і вибирати, зв'язуватися з ними, з'ясуйте, а не чи маєте ви ужґе доступу в Internet, самі того не відаючи. Таке цілком може мати місце - у Росії не так часто, у США не так вже й рідко. Якщо ваша організація або установа (інститут, компанія) уже має доступ в Internet, то навряд чи ви зможете одержати персональний доступ у мережу кращий, ніж ваша організація.

Іншими словами, якщо ви вже маєте доступ в Internet, вам не треба буде платити грошей зі своєї кишені, не треба буде метушитися навколо постачальників послуг і т.д., вам просто треба буде навчитися користуватися тим, що ви вже маєте.

Якщо ваша організація поки не має доступу в Internet, або взагалі-то має, але, ось біда, не ваш підрозділ (лабораторія, відділ, факультет), вам просто слід поспостерігати і прикинути, скільки ще потенційних користувачів є серед ваших товаришів по службі, можливо, поговорити з ними і заручитися підтримкою, скласти пропозицію і/або подати вимогу вищому керівництву.

Є (хоча це зустрічається, на жаль, поки дуже рідко) ще можливості отримати доступ в Internet не через її прямих розповсюджувачів, без зайвих витрат.

Перший -- пошукайте в публічних бібліотеках: деякі (центральні) мають службу, звану Freenet - вільна (безкоштовна) мережа. Це інформаційна система, заснована відповідним співтовариством, що звичайно має модемний доступ до Internet по телефону.

Другий шлях корисний для молодих людей, що проживають у країнах Заходу, або в центральних містах у нас. Стати студентом, вступите в західний чи організований у нас ж в Росії разом із Заходом університет чи коледж. І виберіть відповідну спеціальність чи запишіться на курси, які дозволять вам добратися до заповітного комп'ютера, що має доступ в Internet. Наприклад, навчіться плести постоли - уже потім вам буде чим розважитися, коли у вас від безперервної роботи в мережі поїде дах. І коли ви навчитеся, у вас буде ще один довід начальству на користь надання доступу в Internet: мережі як повітря необхідна база даних з інструкціями з плетіння личаків, без них вони як без рук. Такий внесок керівництво не зможе не оцінити по достоїнству.

Робота Internet: організація, структура, методи

Вступ

Щоб успішно освоїти щось і потім з ним працювати, дуже корисно знати, хоча б у загальних рисах, пристрій і функціонування цього об'єкта. Знання це допомагає осмислено сприймати і систематизувати навички роботи, а не користуватися пропонованими рекомендаціями чисто механічно. Таке усвідомлення підкаже, що можна чекати від системи в змісті її можливостей, поведінки, недоліків, і що більш важливо, допоможе орієнтуватися в незвичній ситуації: у випадку поломки, зміни серверу, програмного забезпечення, появи нових можливостей і т.п.

У цьому розділі ми розглянемо мережі з комутацією пакетів і переваги побудови мережі на принципах TCP/IP протоколів. Тут будуть розглянуті основні принципи управління комунікаціями в: TCP і його бідний родич UDP. Це основні системоутворюючі елементи мережі. Важливим елементом є також регіональна система імен (DNS).

Структура функціонування мережі

Сучасні мережі побудовані по багаторівневому принципом. Щоб організувати зв'язок двох комп'ютерів, потрібно спочатку створити звід правил їх взаємодії, визначити мову їхнього спілкування, тобто визначити, що означають їх посилають ними сигнали і т.д. Ці правила і визначення називаються протоколом. Для роботи мереж необхідно запастися безліччю різних протоколів: наприклад, керуючих фізичної зв'язком, встановленням зв'язку по мережі, доступом до різних ресурсів і т.д. Багаторівнева структура спроектована з метою спростити і упорядкувати цю безліч протоколів і відносин. Взаємодія рівнів у цій моделі - субордінарное. Кожен рівень може реально взаємодіяти тільки із сусідніми рівнями (верхнім і нижнім), віртуально - тільки з аналогічним рівнем на іншому кінці лінії.

Під реальним взаємодією ми маємо на увазі безпосередню взаємодію, безпосередню передачу інформації, наприклад, пересилку даних в оперативній пам'яті з області, відведеній одній програмі, в область іншої програми. При безпосередній передачі дані залишаються незмінними весь час. Під віртуальним взаємодією ми розуміємо опосередковану взаємодію і передачу даних; тут дані в процесі передачі можуть вже певним, заздалегідь обумовленим чином видозмінюватися.

Таке взаємодія аналогічно схемі ланцюга посилки листа одним директором фірми іншому. Наприклад, директор деякої фірми пише лист редактору газети. Директор пише листа на своєму фірмовому бланку і віддає цей листок секретарю. Секретар запечатує листок в конверт, підписує конверт, наклеює марку і передає поштою. Пошта доставляє листа до відповідне поштове відділення. Це поштове відділення зв'язку безпосередньо доставляє листа одержувачу -- секретарю редактора газети. Секретар роздруковує конверт і, в міру потреби, подає редактору. Ні одна з ланок ланцюга не може бути пропущено, інакше ланцюг розірветься: якщо відсутній, наприклад, секретар, то листок з письменами директора так і буде припадати пилом на столі у секретаря.

Тут ми бачимо, як інформація (лист паперу з текстом) передається з верхнього рівня вниз, проходячи безліч необхідних ступенів - стадій обробки. Обростає службової інформацією (пакет, адресу на конверті, поштовий індекс; контейнер з кореспонденцією; поштовий вагон, станція призначення поштового вагона і т.д.), змінюється на кожній стадії обробки і поступово доходить до самого нижнього рівня - рівня поштового транспорту (гужового, автомобільного, залізничного, повітряного ,...), яким реально перевозиться в пункт призначення. У пункті призначення відбувається зворотний процес: розкривається контейнер і витягується кореспонденція, зчитується адресу на конверті і листоноша несе його адресатові (секретарю), який відновлює інформацію в первісному вигляді, - дістає лист із конверта, прочитує його і визначає його терміновість, важливість, і залежно від цього передає інформацію вище. Директор і редактор, таким чином, віртуально мають прямий зв'язок. Адже редактор газети отримує в точності ту саму інформацію, яку відправив директор, а саме - аркуш паперу з текстом листа. Зверхники персони зовсім не дбають про проблеми пересилання цієї інформації. Секретарі також мають віртуально прямий зв'язок: секретар редактора отримає в точності те ж, що відправив секретар директора, а саме - конверт з листом. Секретарів абсолютно не хвилюють проблеми пошти, з Регламентом. І так далі.

Аналогічні зв'язки і процеси мають місце і в еталонної моделі ISO OSI. Фізична зв'язок реально має місце тільки на самому нижньому рівні (аналог поштових потягів, літаків, автомобілів). Горизонтальні зв'язки між усіма іншими рівнями є віртуальними, реально вони здійснюються передачею інформації спочатку вниз, послідовно до самого нижнього рівня, де відбувається реальна передача, а потім, на іншому кінці, зворотна передача вгору послідовно до відповідного рівня.

Модель ISO OSI наказує дуже сильну стандартизацію вертикальних міжрівневих взаємодій. Така стандартизація гарантує сумісність продуктів, що працюють за стандартом якого-небудь рівня, з продуктами, що працюють за стандартами сусідніх рівнів, навіть в тому випадку, якщо вони випущені різними виробниками. Кількість рівнів може здатися надмірним, проте ж, таке розбиття необхідне для достатньо чіткого розділення необхідних функцій щоб уникнути зайвої складності і створення структури, яка може підлаштовуватися під потреби конкретного користувача, залишаючись в рамках стандарту.

Дамо короткий огляд рівнів.

Рівень 0

пов'язаний з фізичним середовищем - передавачем сигналу і насправді не включається в цю схему, але дуже корисний для розуміння. Цей почесний рівень являє посередників, що з'єднують кінцеві пристрої: кабелі, радіолінії і т.д. Кабелів існує велика кількість різних видів і типів: екрановані і неекрановані кручені пари, коаксіальні, на основі оптичних волокон і т.д. Оскільки цей рівень не включено до схеми, він нічого і не описує, тільки вказує на середу.

Рівень 1

- фізичний. Включає фізичні аспекти передачі двійкової інформації по лінії зв'язку. Детально описує, наприклад, напруги, частоти, природу передавальної середовища. Цьому рівню ставиться в обов'язок підтримка зв'язку і прийом-передача бітового потоку. Безпомилковість бажана, але не потрібно.

Рівень 2

- канальний. Зв'язок даних. Забезпечує безпомилкову передачу блоків даних (званих кадрами (frame)) через рівень 1, який при передачі може спотворювати дані. Цей рівень повинен визначати початок і кінець кадру в двійкового потоку, формувати з даних, які передаються фізичним рівнем, кадри або послідовності, включати процедуру перевірки наявності помилок і їх виправлення. Цей рівень (і тільки він) оперує такими елементами, як бітові послідовності, методи кодування, маркери. Він несе відповідальність за правильну передачу даних (пакетів) на ділянках між безпосередньо пов'язаними елементами мережі. Забезпечує керування доступом до середовища передачі. З причини його складності, канальний рівень поділяється на два підрівня: MAC (Medium Access Control) - Управління доступом до середовища та LLC (Logical Link Control) - Управління логічної зв'язком (каналом). Рівень MAC управляє доступом до мережі (з передачею маркера в мережах Token Ring або розпізнаванням конфліктів (зіткнень передач) в мережах Ethernet) та управлінням мережею. Рівень LLC, що діє над рівнем MAC, і є власне той рівень, який посилає і отримує повідомлення з даними.

Рівень 3

- мережевий. Цей рівень користується можливостями, наданими йому рівнем 2, для забезпечення зв'язку двох будь-яких точок у мережі. Будь-яких, необов'язково суміжних. Цей рівень здійснює проводку повідомлень по мережі, яка може мати багато ліній зв'язку, або по безлічі спільно працюють мереж, що вимагає маршрутизації, тобто визначення шляху, по якому слід пересилати дані. Маршрутизація виробляється на цьому ж рівні. Виконує обробку адрес, а також і демультиплексування.

Основний функцією програмного забезпечення на цьому рівні є вибірка інформації з джерела, перетворення її в пакети і правильна передача в точку призначення.

Є два принципово різні способи роботи мережевого рівня. Перший - це метод віртуальних каналів. Він полягає в тому, що канал зв'язку встановлюється при виклику (початку сеансу (session) зв'язку), по ньому передається інформація, і по закінчення передачі канал закривається (знищується). Передача пакетів відбувається зі збереженням початкової послідовності, навіть якщо пакети пересилаються по різним фізичним маршрутами, тобто віртуальний канал динамічно перенаправляється. При цьому пакети даних не включають адресу пункту призначення, тому що він визначається під час встановлення зв'язку.

Другий - метод дейтаграм. Дейтаграми - незалежні, вони включають всю необхідну для їх пересилання інформацію. У той час, як перший метод надає наступного рівня (рівнем 4) надійний канал передачі даних, вільний від викривлень (помилок) і правильно доставляє пакети в пункт призначення, другий метод вимагає від наступного рівня роботи над помилками та перевірки доставки потрібного адресата.

Рівень 4

- транспортний. Регламентує пересилання пакетів повідомлень між процесами, що виконуються на комп'ютерах мережі. Завершує організацію передачі даних: контролює на наскрізний основі потік даних, що проходить за маршрутом, визначеним третьою рівнем: правильність передачі блоків даних, правильність доставки в потрібний пункт призначення, їх комплектність, збереження, порядок проходження. Збирає інформацію з блоків у її колишній вигляд. Або ж оперує з дейтаграмма, тобто чекає відгуку-підтвердження прийому з пункту призначення, перевіряє правильність доставки та адресації, повторює посилку дейтаграми, якщо не прийшов відгук. У рамках транспортного протоколу передбачено п'ять класів якості транспортування і відповідні процедури управління. Цей же рівень повинен включати розвинену та надійну схему адресації для забезпечення зв'язку через безліч мереж і шлюзів. Іншими словами, завданням даного рівня є довести до розуму передачу інформації з будь-якої точки в будь-яку у всій мережі.

Транспортний рівень приховує від всіх вищих рівнів будь-які деталі і проблеми передачі даних, забезпечує стандартне взаємодія що лежить над ним рівня з прийомом-передачею інформації незалежно від конкретної технічної реалізації цієї передачі.

Рівень 5

- сеансовий. Координує взаємодію зв'язуються користувачів: встановлює?? їх зв'язок, оперує з нею, відновлює аварійно закінчені сеанси. Цей же рівень відповідальний за картографію мережі - він перетворює регіональні (доменні) комп'ютерні імена в числові адреси, і навпаки. Він координує не комп'ютери та пристрій, а процеси в мережі, підтримує їх взаємодія -- керує сеансами зв'язку між процесами прикладного рівня.

Рівень 6

- рівень представлення даних. Цей рівень має справу з синтаксисом і семантикою переданої інформації, тобто тут встановлюється взаєморозуміння двох сполучених комп'ютерів щодо того, як вони мислять і розуміють по отриманні передану інформацію. Тут вирішуються, наприклад, такі завдання, як перекодування текстової інформації і зображень, стиснення та розпакування, підтримка мережевих файлових систем (NFS), абстрактних структур даних і т.д.

Рівень 7

- прикладний. Забезпечує інтерфейс між користувачем і мережею, що робить доступними для людини всілякі послуги. На цьому рівні реалізується, принаймні, п'ять прикладних служб: передача файлів, вилучений термінальний доступ, електронна передача повідомлень, служба довідника і керування мережею. У конкретній реалізації визначається користувачем (програмістом) відповідно до його насущним потребам і можливостям його гаманця, інтелекту і фантазії. Має справу, наприклад, з безліччю різних протоколів термінального типу, яких існує більше ста.

Зауваження.

Слід розуміти, що переважна більшість сучасних мереж в силу історичних причин лише у загальних рисах, приблизно, відповідають еталонної моделі ISO OSI.

Рівні роботи мережі

Пересилка бітів

Пересилка бітів відбувається на фізичному рівні схеми ISO OSI. На жаль, тут будь-яка спроба стислого і доступного опису приречена на провал. Потрібно введення величезної кількості спеціальних термінів, понять, описів процесів на фізичному рівні і т.д. І потім, існує настільки велика різноманітність прийомопередавачів і передавальних середовищ, - важко навіть і побачити цей океан технологій. Для розуміння роботи мереж цього і не потрібно. Вважайте, що просто є труба, по якій від краю до краю перекачуються біти. Саме біти, без всякого розподілу на які-небудь групи (байти, декади і т.п.).

Пересилання даних

Про організацію блокової, символьної передачі, забезпеченні надійності пересилки поговоримо на інших рівнях моделі ISO OSI. Тобто функції канального рівня в Internet розподілені по інших рівнях, але не вище транспортного. У цьому сенсі Internet не зовсім відповідає стандарту ISO. Тут канальний рівень займається тільки розбивкою бітового потоку на символи і кадри і передачею отриманих даних на наступний рівень. Забезпеченням надійності передачі він себе не обтяжує.

Мережі комутації пакетів

Настала пора поговорити про Internet саме як про мережу, а не павутині ліній зв'язку і безлічі приймачів. Здавалося б, Internet цілком аналогічна телефонній мережі, і модель телефонної мережі достатньо пекло