Принципы построения и организационная структура Интернет Каким образом мы попадаем со своего компьютера на удаленный сервер?
Передаваемые данные в сети разбиваются на небольшие порции, называемые пакетами. Пакеты имеют заголовок и окончание, которые содержат служебную информацию.
Маршрутизация в сети Интернет - пакетная (бывает еще канальная, как в телефонии, АТС - маршрутизатор).
Все наши компьютеры объединены в локальную сеть. Для соединения локальных сетей используются следующие устройства, которые различаются между собой по назначению и возможностям:
1. Мост (англ. Bridge) — связывает две локальные сети. Передаёт данные между сетями в пакетном виде, не производя в них никаких изменений. Ниже на рисунках 1 и 2 показаны три локальные сети, соединённые двумя мостами.
Рис.
1. Соединение локальных сетей посредством
мостов
Рис. 2. Соединение локальных сетей посредством мостов
2. Маршрутизатор (англ. Router) объединяет сети с общим протоколом более эффективно, чем мост. Он позволяет, например, расщеплять большие сообщения на более мелкие куски, обеспечивая тем самым взаимодействие локальных сетей с разным размером пакета.
Маршрутизатор может пересылать пакеты на конкретный адрес (мосты только отфильтровывают ненужные пакеты), выбирать лучший путь для прохождения пакета и многое другое. Чем сложней и больше сеть, тем больше выгода от использования маршрутизаторов.
3. Мостовой маршрутизатор (англ. Brouter) — это гибрид моста и маршрутизатора, который сначала пытается выполнить маршрутизацию, где это только возможно, а затем, в случае неудачи, переходит в режим моста.
4. Шлюз (англ. GateWay), в отличие от моста, применяется в случаях, когда соединяемые сети имеют различные сетевые протоколы. Поступившее в шлюз сообщение от одной сети преобразуется в другое сообщение, соответствующее требованиям следующей сети. Таким образом, шлюзы не просто соединяют сети, а позволяют им работать как единая сеть. C помощью шлюзов также локальные сети подсоединяются к мэйнфреймам — универсальным мощным компьютерам.
Все наши компьютеры в сети имеют локальную IP-адресацию. Пакеты с такой адресацией "путешествовать" в глобальной сети не смогут, т.к. маршрутизаторы их не пропустят.
Поэтому существует шлюз, который преобразовывает пакеты с локальными IP-адресами, давая им свой внешний адрес. И дальше пакеты путешествуют с адресом шлюза.
Рис. 3. Схема прохождения пакетов из локальной сети к серверу.
Маршрутизаторы объединяют отдельные сети в общую составную сеть (рис. 4.). К каждому маршрутизатору могут быть присоединены несколько сетей (по крайней мере две).
5. Маршрут - это последовательность маршрутизаторов, которые должен пройти пакет от отправителя до пункта назначения.
Рис. 4. Схема объединения отдельных сетей в общую составную сеть.
Локальных сетей слишком много, поэтому реально объединяют автономные системы AS (сеть, находящаяся под одним административным контролем).
Протоколы передачи данных
Сеть Интернет не может существовать без единых правил, определяющих порядок передачи данных компьютерами в сети, так как компьютеры строятся на различных аппаратных платформах и управляются различными операционными системами.
! Протокол - набор соглашений о правилах формирования и форматах сообщений Internet,
о способах обмена информацией между абонентами сети.
Существует 2 типа протоколов Интернет - базовые и прикладные протоколы:
- базовые протоколы, отвечающие за физическую пересылку электронных сообщений любого типа между компьютерами Интернет (IP и TCP). Эти протоколы настолько тесно связаны между собой, что чаще всего их обозначают термином «протокол TCP/IP»;
- прикладные протоколы более высокого уровня, отвечающие за функционирование специализированных служб Интернет: протокол HTTP (передача гипертекстовых сообщений), протокол FTP (передача файлов), протоколы электронной почты и т. д.
В Интернете все связываются друг с другом, потому что все компьютеры, участвующие в передаче данных, используют единый протокол коммуникации TCP / IP.
Стек протоколов TCP/IP- это собирательное название для набора (стека) сетевых протоколов разных уровней, используемых в Интернет.
Стек протоколов TCP/IP делится на 4 уровня:
Прикладной,
Транспортный,
Межсетевой,
Физический и канальный.
Стек протоколов TCP/IP
Данные передаются в пакетах. Пакеты имеют заголовок и окончание, которые содержат служебную информацию. Данные, более верхних уровней вставляются, в пакеты нижних уровней.
Протокол коммуникации TCP / IP – это два разных протокола, определяющие различные аспекты передачи данных в сети:
Протокол TCP (Transmission Control Protocol) – протокол управления передачей данных, использующий автоматическую повторную передачу пакетов, содержащих ошибки; этот протокол отвечает за разбиение передаваемой информации на пакеты и правильное восстановление информации из пакетов получателя.
Протокол IP (Internet Protocol) – протокол межсетевого взаимодействия, отвечающий за адресацию и позволяющий пакету на пути к конечному пункту назначения проходить по нескольким сетям.
Схема передачи информации по протоколу TCP / IP такова: протокол TCP разбивает информацию на пакеты и нумерует все пакеты; далее с помощью протокола IP все пакеты передаются получателю, где с помощью протокола TCP проверяется, все ли пакеты получены. После получения всех пакетов протокол TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое.
Для работы программ, таких как программы электронной почты, требуется не только правильно упаковать информацию в пакеты и отправить их, но и необходимо четко договориться о содержимом этих пакетов, а также о процедуре обмена пакетами. Так, например, для получения письма необходимо предъявить пароль обладателя почтового ящика, а это уже целая последовательность действий. Таким образом, необходимы и другие протоколы. Таблица 1.
Название протокола |
Расшифровка |
Назначение |
HTTP |
Hyper Text Transfer Protocol |
Протокол передачи гипертекста |
FTP |
File Transfer Protocol |
Протокол передачи файлов |
SMTP |
Simple Mail Transfer Protocol |
Простой протокол отправки электронных писем |
POP3 |
Post Office Protocol 3 |
Протокол получения электронных писем |
NNTP |
News Net Transfer Protocol |
Протокол телеконференций |