1 курс летняя сессия / Экономическая информатика / ЭкИнф / Интернет

Лекция. Интернет

1.История Интернет

2.Современная структура

3.Передача данных

4.Адресация

5.Типы подключения

6.Основные протоколы

Совокупности вычислительных машин, объединенных коммуникационной средой, охватывающей значительные территории, называют глобальными сетями. Интернет — это глобальная информационная инфраструктура. Интернет является и механизмом распространения данных, и средой взаимодействия между пользователями и компьютерами вне зависимости от их географического положения.

4.1. История создания сети Интернет

Первые исследования в области соединения удаленных компьютеров были проведены в начале 60-х годов. В 1965 году компьютер, находящийся в Массачусетском технологическом институте, был подключен к компьютеру в Калифорнии по телефонной линии. Для соединения использовалась технология коммутации каналов, характерная для телефонных линий.

В результате эксперимента выяснилось, что коммутация каналов не подходит для создания компьютерных сетей. При использовании технологии коммутации каналов аппаратура абонентов должна работать с одинаковой скоростью, в то время как компьютеры обрабатывали данные с различной скоростью. Кроме того, неэффективно используется канал связи. Когда данные передаются, канал загружен, а когда обрабатываются

— свободен. Однако физическое соединение и в том, и в другом случае сохраняется. Все это потребовало применения новой технологии передачи данных — коммутации пакетов.

Проект сети компьютеров на основе коммутации пакетов был разработан в Агентстве перспектив-

ных разработок Министерства обороны США (DARPA). Создаваемая сеть получила название ARPANET. В 1969 году началась реализация проекта, в сеть ARPANET были включены четыре удаленных компьютера.

Для включения в сеть большего числа компьютеров был выработан единый набор правил (протокол), определяющих способ взаимодействия узлов сети ARPANET (последовательность передачи, формат сообщений). Этот протокол получил название Network Control Program (NCP). Создание протокола позволило начать разработку прикладных программ для использования в сети. Одной из первых таких программ стала програм-

ма электронной почты.

Тот Интернет, с которым мы имеем дело сейчас, возник на идее объединения нескольких независимых компьютерных сетей с различной архитектурой на основе ARPANET.

Но в протоколе NCP не предполагалось наличие какого-либо механизма взаимодействия с сетями другой, нежели ARPANET, архитектуры. Кроме того, необходимо было учесть возможность временного нарушения связи или даже выхода части объединенной сети из строя. При этом оставшаяся часть сети должна продолжать нормально работать.

Были сформулированы основные принципы построения новой сети:

1.для включения в Интернет отдельной сети не должно производиться никаких дополнительных

изменений;

2.пакеты в Интернете передаются на основе принципа негарантированной доставки, если пакет не смог достигнуть пункта назначения, то через короткое время он должен быть передан снова;

3.для соединения сетей используются специальные устройства — маршрутизаторы, которые должны максимально упростить прохождение потока пакетов;

2

4.не должно существовать единого, централизованного управления объединенной сетью.

С учетом новых требований, был создан новый протокол, поддерживающий межсетевое взаимодействие. Первая версия нового протокола, который был назван TCP1 (Transmission Control Protocol), появилась в

1973 году.

TCP прекрасно работает при решении таких задач, как передача файлов или удаленная регистрация, но в некоторых случаях (например, при передаче речи) потери пакетов не могут быть исправлены только средствами TCP, а эти функции должны быть возложены на приложение.

Этот факт привел к разделению TCP на два протокола: IP для адресации и передачи отдельных пакетов и TCP для разделения сообщений на пакеты, обеспечения целостности и восстановления потерянных пакетов. Объединенный протокол принято называть TCP/IP.

Следующим сильным толчком к развитию Интернета было увеличение размеров сети и связанные с этим проблемы управления. Все большее количество людей использовало сеть Интернет, и все большее количество узлов подключалось к Интернету. В протоколе IP адрес узла представлен в виде набора цифр, разделенных точками.

Запомнить огромное множество комбинаций IP-адресов практически невозможно. Для того, чтобы упростить использование сети людьми, с каждым узлом ассоциировались имена и, таким образом, не было необходимости запоминать числовые адреса. Первоначально существовало ограниченное число узлов, и соответствия адресов и имен можно было хранить в одной таблице. Появление большого количества независимо управляемых сетей привело к тому, что хранить адреса в одной таблице было невозможно, тогда появилась система доменных имен (DNS). DNS представляет собой масштабируемый, распределенный, иерархический механизм разрешения имен узлов и их адресов.

В1980 году протокол TCP/IP был принят в качестве стандарта для сети ARPANET. Переход на использование TCP/IP позволил разделить сеть ARPANET на две различные сети: MILNET, предназначенную для военных целей, и ARPANET — для использования исследовательскими и научными организациями. В 1986 году Национальный научный фонд США (NSF) начал создание собственной сети, объединяющей крупные научные суперкомпьютерные центры США. В качестве основы для новой сети был выбран протокол TCP/IP и другие технологии, опробованные в ARPANET. В дальнейшем эта сеть, получившая название NSFNET, стала основной магистралью сети Интернет. В 1988 году было принято решение предоставлять доступ к сети NSFNET не только научным и образовательным организациям, но и коммерческим фирмам. В 1994 году финансирование основной магистрали сети Интернет было полностью передано от NSF различным государственным и коммерческим организациям.

Вконце 70-х годов стало понятно, что с ростом Интернета растет число заинтересованных групп и, таким образом, необходима координация. Было сформировано несколько координирующих органов.

IAB (Internet Architecture Board) занимается координацией деятельности в области развития структуры сети Интернет.

IETF (Internet Engineering Task Force) состоит из нескольких рабочих групп, разрабатывающих и утверждающих стандарты для сети Интернет. В настоящее время в IETF существует 75 рабочих групп, изучающих различные аспекты развития Интернета.

World Wide Web Consortium (W3C) (Консорциум Всемирной паутины) разрабатывает стан-

дарты развития наиболее интенсивно развивающейся части Интернета, Всемирной Паутины (World Wide Web) (сайт www.w3.org). W3C - промышленный консорциум, созданный на базе лаборатории вычислительной техники Массачусетского технологического института (MIT).

Впоследствии основным органом, осуществляющим информационную поддержку и регулирование в Интернете, стал Internet Society (ISOC). ISOC является общественной организацией, базирующейся на взносах и пожертвованиях спонсоров. ISOC проводит ежегодные конференции, выпускает информационные материалы, поддерживает информационные серверы.

3

4.2.Современная структура Интернет

Внастоящее время основу сети Интернет составляют высокоскоростные магистральные сети. Независимые сети подключаются к магистральной сети через точки сетевого доступа NAP (Network Access Point). Независимые сети рассматриваются как автономные системы, то есть каждая из них имеет собственное административное управление и собственные протоколы маршрутизации. Изменение протоколов маршрутизации внутри автономной системы не влияет на работу остальных систем. Деление сети Интернет на автономные системы позволяет распределить информацию о топологии всей сети и существенно упростить маршрутизацию.

Автономная система должна состоять не менее чем из 32 меньших по размеру сетей. Обычно в качестве автономных систем выступают крупные, независимые, национальные сети. Примерами подобных сетей являются сеть EUNet, охватывающая, страны центральной Европы, сеть RUNet, объединяющая университеты России. Автономные сети могут образовывать компании, специализирующиеся на предоставлении услуг доступа в сеть Интернет, — провайдеры. Такими провайдерами, например, являются компания UUNET в США и компания Relcom в России.

Внутри автономной системы данные предаются от одной сети к другой, пока не достигнут точки сопряжения с другой автономной системой. Обмен данными возможен только в том случае, если между автономными системами существуют соглашения о предоставлении транзита. По этой причине для пользователей разных автономных систем время доступа к одному и тому же ресурсу может существенно различаться.

Сети, включенные в автономные системы, представляют собой региональные сети, сети университетов, исследовательских центров и коммерческих фирм, а также сети более мелких региональных провайдеров.

Нет централизованного управления мировой сетью. Она представляет собой объединение тысяч отдельных локальных и корпоративных сетей, каждая из которых работает и оплачивается по собственным правилам. Для их бесперебойного взаимодействия необходимы общепринятые соглашения, касающиеся таких вещей, как процедуры доступа в Интернет и стандартизация протоколов. Все они описаны в «Запросах на комментарии» (RFC) — специальных документах, которые признает и соглашается выполнять любой пользователь сети.

Существуют частные компании, следящие за доменами Интернета, такие коммерческие организации называются регистраторами. Эти компании постоянно взаимодействуют друг с другом, следя за тем, чтобы каждый домен принадлежал только одному человеку или организации и корректно работал. Регистрация домена не бесплатна, поэтому все компании-регистраторы постоянно конкурируют друг с другом, снижая цену и предоставляя дополнительные услуги, чтобы привлечь как можно больше людей, желающих купить домен.

Все эти организации, конечно, очень важны для поддержания Интернета, однако его основой все же остаются индивидуальные локальные сети, расположенные в частных компаниях, университетах, правительственных учреждениях, а также сети различных организаций, предоставляющих услуги через Интернет. Каждая из этих структур имеет свое собственное финансирование, получаемое из различных источников: плата за услуги от пользователей, спонсорство, налоги и гранты. Многие поставщики услуг Интернета (Internet service providers (ISP)), или провайдеры, предоставляющие отдельным пользователям компьютеров возможность подключаться к сети, также имеют свои локальные сети. Поддерживаются они на средства пользователей, нуждающихся в услугах Интернета.

Сети могут соединяться друг с другом различными способами, однако наиболее эффективным способом считается объединение сетей в консорциумы, называемые региональными сетями. Региональные и локальные сети соединяются друг с другом посредством линий связи. В простейшем случае связь осуществляется через телефонную сеть, однако существуют и более сложные структуры, такие как оптоволоконные и радиорелейные линии. Кроме того, связь может осуществляться через спутник.

Историческим началом этой сети считается сайт швейцарской лаборатории атомной физики (CERN), где родилась технология WWW. Большая часть ресурсов Интернет сегодня сосредоточена в США. У Интернет есть четкая структура, состоящая из компьютеров, но центра у Интернет нет. Основу Интернет составляют мощные магистральные сети, линии связи с большой пропускной способностью, способные передавать

4

огромное количество информации за самое короткое время и определяющие поток данных в рамках целой страны или региона (волоконно-оптические линии связи или спутниковая связь, несколько Гбит/сек).

Они контролируются крупными организациями типа Ростелеком а России или NASA или National Science Foundation (Фонд национальной науки) в США. Для обеспечения надежности работы сети крупные страны входят в Интернет посредством нескольких магистральных линий. К такой магистрали через точки доступа могут подключаться другие сети (региональные, корпоративныеГазпром, фирмыпровайдеры, например Россия-Онлайн). Все эти сети развиваются и оплачиваются по собственным правилам.

К таким сетям подключены компьютеры, постоянно связанные с Интернет волоконно-оптическими кабелем, они называются узлами сети или хостами. На узлах размещаются вебсайты, файловые архивы,… Узел отличается от массовых пользователей сети тем, что такой компьютер имеет постоянный адрес (IP).

4.3. Передача данных по сети

Процесс передачи информации по сети достаточно сложен. При каждой пересылке данных через Интернет Transmission Control Protocol (TCP) (протокол передачи данных) — набор правил взаимодействия компьютеров с Интернетом, разбивает всю информацию на пакеты— небольшие блоки данных, содержащие сведения, необходимые для точной пересылки их по сети. Компьютер посылает пакеты в локальную сеть, провайдеру или online-сервису. Отсюда пакеты начинают свое путешествие через многие уровни локальных сетей, компьютеров и линий связи к месту назначения. Для такой передачи данных служат специальные электронные устройства, объединяющие сети и направляющие пакеты в нужном направлении.

Среди многочисленных устройств можно отметить пять важнейших: концентраторы, мосты, шлюзы, повторители и маршрутизаторы.

Концентраторы — важнейшие сетевые устройства, связывающие компьютеры друг с другом и позволяющие им взаимодействовать между собой.

Мосты связывают между собой локальные вычислительные сети (ЛВС) (local area networks — LAN). Они делают данные, находящиеся в одной сети, доступными из другой.

Шлюзы напоминают мосты, но они, кроме того, могут переводить данные из формата одной сети в формат другой.

При пересылке данных по Интернету им зачастую приходится преодолевать огромные расстояния. Поэтому поступающий сигнал ослабевает по мере увеличения пройденного пути. Для решения этой проблемы используются повторители, усиливающие поступающие сигналы через определенные интервалы, так что они сохраняют исходный уровень.

Маршрутизаторы играют ключевую роль в управлении движением данных в Интернете. Их функции заключаются в том, чтобы точно направлять пакеты к месту назначения и проверять, дошла ли информация куда нужно. Если данные пересылаются между компьютерами одной локальной сети, то здесь часто маршрутизаторы бывает, не нужны, так как сеть сама может управлять этим внутренним движением. Маршрутизаторы начинают играть значительную роль, когда информация пересылается между сетями. Они определяют адреса доставки пакетов и, учитывая текущий трафик в Интернете, отсылают их к ближайшему маршрутизатору, расположенному по пути к месту назначения.

5

Схема прохождения пакетов из локальной сети к серверу.

Маршрутизаторы объединяют отдельные сети в общую составную сеть (см. рисунок ниже). К каждому маршрутизатору могут быть присоединены несколько сетей (по крайней мере две).

Маршрут - это последовательность маршрутизаторов, которые должен пройти пакет от отправителя до пункта назначения.

Схема объединения отдельных сетей в общую составную сеть

Локальных сетей слишком много, поэтому реально объединяют автономные системы.

6

Автономная система (AS - autonomous system) - сеть находящаяся под одним административным контролем, это может быть несколько компьютеров или большая сеть (понятие достаточно условное)

Большую часть сетей на локальном уровне составляют сети отдельных компаний. Среднеуровневые сети объединяют локальные сети посредством высокоскоростных телефонных соединений, Ethernet и радиорелейных линий. Региональные сети являются также среднеуровневыми в выбранной географической зоне. Глобальная сеть (wide arm network (WAN)) — еще один тип сетей среднего уровня. Такие сети используют организации, имеющие множество взаимосвязанных сетевых сайтов, такие как концерн «Россия ОнЛайн» или «МТУ-Интел». Кроме того в каждом регионе и стране имеется организация, которая контролирует самый толстый, главный канал, соединяющий все сети этого региона с остальной частью Интернет (Ростелеком). Крупные страны подключены к Интернет сразу через несколько информационных магистралей (волоконнооптических кабелей или спутниковую связь), чтобы обеспечить стабильность и надежность связи. За счет этого можно установить контроль над отдельным участком сети (Китай, С.Корея, Казахстан, мусульманские страны), но контролировать весь Интернет невозможно.

При пересылке пакета от компьютера в локальной сети к другому, расположенному в среднеуровневой сети, маршрутизатор (или несколько маршрутизаторов) прямо отправляет пакет к месту назначения. Если же пункт назначения расположен за пределами сети среднего уровня, то пакет направляется к точке доступа к сети (network access point — NAP), откуда он пересылается по стране или в любую точку мира по магистрали сети. Высокоскоростные магистрали, способны пересылать огромные количества данных — несколько Гбайт в сек.

4.4. Подключение компьютера к сети Интернет

Существуют несколько способов подключения отдельного компьютера к Интернет:

•непосредственное подключение через локальную сеть (ЛВС — LAN),

•кабельный модем,

•DSL-линия

•использованием модема и обычной телефонной линии

•беспроводной доступ.

Для подключения первым способом компьютер обязательно должен иметь сетевую карту. Для взаимодействия с локальной сетью и TCP/IP сетевая карта должна поддерживаться драйвером — программой, выполняющей функцию соединителя карты с локальной сетью.

1. Подключение dial-up (сеансовое по телефонные линии). Если компьютер подключается по телефонной линии через модем, то для этого на нем должен использоваться один из двух программных протоколов:

либо Serial Line Internet Protocol (SLIP) (межсетевой протокол для последовательного канала), либо

Point-to-Point (PPP) (протокол двухточечного соединения). Эти протоколы обеспечивают связь с протоколами Интернета TCP/IP. SLIP и РРР были специально разработаны для использования на компьютерах, которые периодически подключаются к Интернету с помощью модема. В общем случае более новый РРР обеспечивает соединение с меньшим количеством ошибок, нежели более старый SLIP.

При этом на компьютере должен быть обычный модем. Для соединения необходимо дозвониться с помощью модема до поставщика услуг (провайдера), такого, например, как ЮТК. При подключении к провайдеру ваш модем связывается с сервером провайдера. Провайдеры обычно имеют комплект из сотен или даже тысяч модемов, которые принимают звонки от абонентов.

Модемы управляются вашим компьютером, с помощью программного обеспечения, использующего специальный набор команд, называемый набором команд AT (известный также под названием набора команд Хайеса. Такое имя ему было дано в честь Хайеса — изобретателя модема). Эти команды представляют собой язык, указывающий модему, какие действия он должен выполнять на каждой стадии процесса обмена информацией, например такие, как открытие линии или отправка звуковых сигналов, распознаваемых телефонной сетью.

Существуют два типа модемов: внешние и внутренние. Внешние модемы подключаются к компьютеру через последовательный порт, а внутренние вставляются прямо в материнскую плату.

7

Постепенно люди отказываются от традиционных модемов и переходят к другим устройствам, позволяющим соединяться с Интернетом на более высоких скоростях, таким как кабельные или DSL-модемы (хоть эти устройства и называются модемами, по сути, они таковыми не являются). В них для подключения к Интернет используется совсем другая технология..

2. Подключение по кабельному модему, позволяющие использовать коаксиальный телевизионный кабель для соединения с Интернет. Местные кабельные компании предоставляют такие услуги. Скорость обмена информацией в таких случаях в 100 и более раз выше, чем по модему. Коаксиальный кабель (иногда называемый также широкополосным кабелем), подведенный к дому, разделяется в нем на две части с помощью специального разветвителя. Один провод подсоединяется к телевизионной приставке, делающей возможным кабельное телевидение, а другой идет к кабельному модему, который иногда называют также широкополос-

ным модемом.

Кабельный модем подключается к сетевой карте компьютера, настроенной точно так же, как если бы компьютер напрямую подключали к Интернету через локальную сеть. Сигналы получаемых и отправляемых данных, посылаемые в обоих направлениях, проходят по коаксиальному кабелю, через модем и внутри вашего компьютера через сетевую карту. Причем по кабелю одновременно поступают как телевизионные сигналы, так и сигналы, несущие цифровую информацию. В широкополосном спектре коаксиального кабеля компьютерные сигналы занимают частоту 6 МГц.

Компании, занимающиеся распространением кабельного телевидения, обычно разделяют каждый город на районы по 500 домов, подключаемых в пределах одной локальной сети, называемой также узлом. Все эти 500 домов подключены к узлу и совместно пользуются сетью. Телевизионные сигналы и компьютерные данные одновременно пересылаются от узла к домам и наоборот. Если слишком большое количество пользователей в одном узле захочет воспользоваться Интернетом, то скорость соединения будет заметно ниже, чем, если бы одновременно в сеть вышло не так много народу.

Узлы соединяются высокоскоростными оптоволоконными линиями с головной станцией кабельного телевидения. Одна такая станция способна обслуживать все узлы в 4-10 небольших городах. В ее обязанности входит обеспечение доступа к Интернету и возможности смотреть кабельное телевидение всеми абонентами компании.

Головная станция получает телевизионные сигналы со спутника и имеет высокоскоростной доступ в Интернет. Благодаря этому и осуществляется доставка к абонентам кабельных телепередач и предоставляется доступ в компьютерную сеть. На головной станции имеются также высокоскоростные интернет-серверы. Сервер новостей предоставляет доступ к группе новостей Usenet, Быстрая передача информации здесь достигается благодаря использованию высокоскоростных оптоволоконных линий и коаксиальных кабелей вместо обычных, более медленных способов подключения к Интернету. Кроме того, существуют прокси-серверы, хранящие в своей памяти последние версии наиболее популярных сайтов, поэтому доступ к ним может быт ь осуществлен на высоких скоростях.

3. Не менее популярными становятся и цифровые абонентские линии (Digital Subscriber Line — DSL). Для пользования DSL-линиями необходимо иметь DSL-модемы на обоих концах телефонной линии, которые по сути даже и не являются модемами. Они не подключаются к последовательному порту, как обычные модемы, и не дозваниваются до провайдеров по телефонным линиям. Вместо этого они подключаются к компьютеру через гораздо более быстрый порт типа Ethernet или USB и поддерживают непрерывное соединение с сетью. Так что в этом случае для подключения к Интернет достаточно просто включить компьютер.

В качестве канала DSL могут работать и с обычными медными телефонными линиями, существующими уже много лет. Однако, для обеспечения желаемой скорости необходимо, чтобы ваш дом (или DSL-модем) был не слишком удален от АТС и ее DSL-модема. Несмотря на то, что существует большое количество разновидностей DSL-услуг, наиболее популярной из них является стандартная DSL-линия. Используя ее, можно получать данные быстрее, чем отправлять, например, получать их можно со скоростью 1,5 Мбит/с, а отсылать

— всего с 640 Кбит/с. (Технология, использующая различные скорости передачи информации в разных направлениях, называется ADSL, или асимметричной DSL.)

8

4. Беспроводной Интернет основан на системах спутникового доступа, которые представляют собой своеобразные гибриды спутниковой связи и обычных модемов. Модем здесь нужен для отправки запроса (при отправке любых данных с вашего компьютера они будут передаваться лишь с модемной скоростью). Сами же запрошенные данные придут через спутник гораздо быстрее. Если вы будете отправлять электронную почту или пересылать кому-нибудь файлы по FTP, то информация будет передаваться лишь со скоростью модема, а не со спутниковой скоростью.

Некоторые карманные компьютеры и сотовые телефоны могут соединяться с Интернет, используя технологию сотовой связи. Из-за маленьких экранов эти мобильные устройства обычно не в состоянии отображать графику. Для нормального отображения Web-страниц на экранах таких устройств они должны быть первоначально преобразованы в специальный формат, называемый WML (Wireless Markup Language — язык разметки для беспроводных устройств). Многие web-страницы в Интернете уже созданы в соответствии с этим языком. Их можно беспрепятственно просматривать на экранах мобильных устройств без каких-либо дополнительных преобразований.

Популярность приобретает также и способ, основанный на стандарте WiFi или 802.11. Для подключения с его помощью необходимо иметь лишь беспроводную сетевую карту и точку доступа. Этот способ соединения оказывается очень высокоскоростным.

4.5. Протоколы Интернет

Простой набор основных принципов позволяет компьютерам и сетям всего мира обмениваться информацией и сообщениями через Интернет. Они заключаются в следующем: сначала вся информация или сообщение разбивается на блоки, называемые пакетами, затем пакеты доставляются по назначению и собираются вместе в первоначальный вид, так что на принимающем компьютере ее можно просматривать и обрабатывать. Осуществление этих процедур производится в соответствии с двумя основными протоко-

лами Интернета: Transmission Control Protocol (TCP) (протокол передачи данных) и Internet Protocol (IP) (интернет-протокол). Часто их называют просто TCP/IP. TCP разбивает данные на пакеты и собирает их вместе, a IP следит за передачей их в место назначения.

Именно использование TCP/IP и определило отнесение Интернета к так называемым сетям с коммутацией пакетов. В таких сетях во время получения информации между получателем и отправителем отсутствует неразрывное соединение. Вместо этого данные разбиваются на небольшие пакеты, одновременно рассылаемые самыми различными путями, а затем пакеты собираются в единое целое.

Существуют много причин, включая технические ограничения, по которым данные, пересылаемые по Интернету, должны быть разбиты на небольшие пакеты, содержащие не более 1500 символов каждый. Каждый пакет сопровождается дополнительным заголовком, содержащим разнообразную информацию, например, о том, как нужно собирать пакеты, чтобы получить первоначальный вариант документа. При разбиении данных на пакеты TCP подсчитывает и добавляет к заголовку каждого пакета контрольную сумму, представляющую собой число, которое TCP проверяет при получении данных. Это необходимо для того, чтобы удостовериться, что при передаче данных не возникло никаких ошибок и никакая информация не утеряна. Подсчет контрольной суммы обеспечивает проверку прихода пакетов со всеми данными.

Каждый пакет помещается в отдельный IP-конверт, содержащий информацию о пункте назначения отсылаемых данных. Все конверты, содержащие пакеты пересылаемого файла, имеют один и тот же адрес. Благодаря этому все они могут быть доставлены куда нужно и собраны в одно целое. IPконверты содержат заголовки, включающие в себя информацию об адресе отправителя, адресе получателя, о том, сколько времени нужно хранить пакеты, и т.п.После доставки всех неповрежденных пакетов на компьютер получателя TCP собирает их в одно целое, восстанавливая первоначально посланный документ.

При попадании пакетов на место назначения TCP вновь подсчитывает контрольную сумму каждого из них и сравнивает ее с тем значением, которое было получено при разбиении информации на пакеты. Если эти числа не совпадают, то TCP понимает, что данные были повреждены при пересылке и, удалив поврежденный пакет, предлагает заново отослать его.

9

При пересылке пакетов по Интернету маршрутизаторы, расположенные на их пути, анализируют каждый конверт и выясняют пункт его назначения. Основываясь на этих данных, они выбирают наилучший путь, по которому информация дойдет наибыстрейшим образом. Пройдя через несколько маршрутизаторов, пакеты, наконец, достигают цели. Так как трафик информации в Интернете постоянно изменяется, пакеты могут доставляться по самым различным путям и в различном порядке.

Для того чтобы пользоваться на ПК всеми достоинствами Интернета, необходимо иметь специальное программное обеспечение, позволяющее понимать протоколы TCP/IP и способное работать в соответствии с ними. Это программное обеспечение называют еще сокетом (socket) или TCP/IP-стеком, и оно присутствует в стандартном программном обеспечении современных компьютеров.

Особенности TCP/IP:

Открытые стандарты протоколов, разрабатываемые независимо от программного и аппаратного обеспечения;

Независимость от физической среды передачи;

Система уникальной адресации;

Стандартизованные протоколы высокого уровня для распространенных пользовательских сервисов.

Стек протоколов TCP/IP

Стек протоколов TCP/IP делится на 4 уровня:

Прикладной,

Транспортный,

Межсетевой,

Физический и канальный.

7-ми уровневая модель ISO была принята позже, но она не используется.

ТСРпротокол транспортного уровня, т.е. он управляет тем как происходит передача данных. IPадресный, он принадлежит сетевому уровню и определяет куда происходит передача.

Другой важный член комплекта TCP/IP - User Datagram Protocol (UDP, протокол пользовательских дейтаграмм), который похож на TCP, но более примитивен. TCP - "надежный" протокол, потому что он обеспечивает проверку на наличие ошибок и обмен подтверждающими сообщениями чтобы данные достигали своего места назначения заведомо без искажений. UDP - "ненадежный" протокол, ибо не гарантирует, что дейтаграммы будут приходить в том порядке, в котором были посланы, и даже того, что они придут вообще. Если надежность - желательное условие, для его реализации потребуется программное обеспечение. Но UDP по-прежнему занимает свое место в мире TCP/IP, и используется во многих программах. Прикладная программа SNMP (Simple Network Management Protocol, простой протокол управления сетями), реализуемый во многих воплощениях TCP/IP, - это один из примеров программ UDP.

10

Другие TCP/IP протоколы играют менее заметные, но в равной степени важные роли в работе сетей TCP/IP. Например, протокол определения адресов (Address Resolution Protocol, ARP) преобразует IP-адреса в физические сетевые адреса, такие, как идентификаторы Ethernet. Родственный протокол - протокол обратного преобразования адресов (Reverse Address Resolution Protocol, RARP) - выполняет обратное действие, преобразуя физические сетевые адреса в IP-адреса. Протокол управления сообщениями Internet (Internet Control Message Protocol, ICMP) представляет собой протокол сопровождения, который использует IP для обмена управляющей информацией и контроля над ошибками, относящимися к передаче пакетов IP. Например, если маршрутизатор не может передать IP-дейтаграмму, он использует ICMP, с тем чтобы информировать отправителя, что возникла проблема.

Краткое заключение о TCP/IP можно было бы рассказать много больше, но есть три ключевых момента: TCP/IP - это набор протоколов, которые позволяют физическим сетям объединяться вместе для образования Internet. TCP/IP соединяет индивидуальные сети для образования виртуальной вычислительной сети, в которой отдельные главные компьютеры идентифицируются не физическими адресами сетей, а IPадресами.

В TCP/IP используется многоуровневая архитектура, которая четко описывает, за что отвечает каждый протокол. TCP и UDP обеспечивают высокоуровневые служебные функции передачи данных для сетевых программ, и оба опираются на IP при передаче пакетов данных. IP отвечает за маршрутизацию пакетов до их пункта назначения.

Данные, перемещающиеся между двумя прикладными программами, работающими на главных компьютерах Internet, "путешествуют" вверх и вниз по стекам TCP/IP на этих компьютерах. Информация, добавленная модулями TCP/IP на стороне отправителя, "разрезается" соответствующими TCP/IP-модулями на принимающем конце и используется для воссоздания исходных данных.

4.6. Адресация в сети

Компьютер в сети TCP/IP может иметь адреса трех уровней (но не менее двух):

1.Локальный адрес компьютерафизический (MAC-адрес). Для узлов, входящих в локальные сети -

это МАС-адрес сетевого адаптера. Эти адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными адресами.

2.Сетевой (IP-адрес) или IP-адрес, состоящий из 4 байт, например, 109.26.17.100. Этот адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов.

3.Символьный идентификатор-имя (DNS), например, www.1с.ru.

По протоколу IPv4 – адрес 32-битный, по протоколу IPv6 - 128-битный, т.к. адресного пространства IPv4 уже стало не хватать, поэтому постепенно вводят новый стандарт.

IP-адреса принято записывать разбивкой всего адреса по октетам (8), каждый октет записывается в виде десятичного числа, числа разделяются точками. Например, адрес 10100000010100010000010110000011

записывается как 10100000.01010001.00000101.10000011 = 160.81.5.131