Інтернет: адміністративний пристрій і структура глобальної мережі

РЕФЕРАТ виконала: студентка групи ФК-961 Юлина Ю.Ю.

Ставропольський ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Пятигорськ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ

Кафедра обчислювальної техніки та фізико-математичних дисциплін

р. Пятигорськ

1997

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 підтримки зв'язку в мережі, правила поводження з IP-пакетами та їх обробки, опису мережевих пакетів сімейства IP (їх структура і т.п.). Мережа замислювалася й проектувалася так, щоб від користувачів не потрібно було ніякої інформації про конкретну структурі мережі. Для того, щоб відправити повідомлення по мережі, комп'ютер повинен помістити дані в якийсь `` конверт'', що називається, наприклад, IP, вказати на це `` 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 (7 KB/s). Однак, було очевидно, що не варто навіть і намагатися з'єднати всі університети і дослідницькі організації безпосередньо з центрами, тому що прокласти таке 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 з 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 вдосконалення 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 модернізацію. Можливо навіть важливішим 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.

Адміністративний пристрій Internet

Internet по організації багато в чому нагадує церкву. Це організація з повністю добровільною участю. 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 стандарти; 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 Мережу 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 ясна пізніше.

Таким чином, дві машини, підключені до однієї підмережі, можуть безпосередньо обмінюватися пакетами, а якщо виникає необхідність передати повідомлення машині в іншій підмережі, то вступають в силу 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 інструменту 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?? азвіваться 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 новий дискусію і встати біля витоків нового клубу, який ніхто 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.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.ed.vseved.ru/