5.2. Основные принципы работы сети Интернет

Источником информации в Интернет являются ресурсы, расположенные на компьютерах Сети, которые, так же как и на любом не связанном с Сетью персональном компьютере, представляют собой информационные объекты, существующие в виде логически завершенных записей, или файлов. Существуют две важные категории файлов: первая из них – это исполняемые программы, вторая – файлы, содержащие данные всевозможных типов (текст, графику, аудио и видео).

В силу колоссального объема и разнородности организации информационных ресурсов в Сети возникает ряд естественных проблем. Каждый ресурс имеет структуру определенного типа, базируется на машине со своей операционной системой (платформой) и специальной программой обслуживания доступа к ней – программой-сервером. Само соединение пользователя с сервером происходит с помощью соответствующей программы, запускаемой на его компьютере (программы-клиента), и выполняется такое соединение на основе заранее определенного свода правил, или протокола взаимодействия между клиентом и сервером.

Таким образом, для начала работы в Сети необходимо:

• иметь на своем компьютере определенную программу-клиент;

• располагать адресом хотя бы одного сервера, к которому можно обратиться по протоколу, поддерживаемому программой-клиент;

• владеть набором команд, используемых в рамках данного прото-кола.

Передача информации в Интернет происходит небольшими порциями данных, имеющими строго определенную структуру и называемыми пакетами. Сообщение может быть разбито на несколько пакетов, размер которых может варьироваться, но, как правило, не превышает 1500 байт. Пакеты передаются между узлами сети, в качестве которых чаще всего выступают межсетевые шлюзы (gateway) или межсетевые маршрутизаторы (router). С точки зрения Интернета, любая коммуникационная система, способная передавать пакеты, считается одной сетью, независимо от ее задержек при передаче, пропускной способности, максимального размера пакета или географических размеров.

Необходимым условием функционирования Интернет является стандартизированный свод правил передачи пакетов и данных в целом в рамках межсетевого обмена. Поэтому в основе организации Сети лежит модель OSI, закрепленная протоколами передачи данных.

Важнейшими протоколами являются протокол управления передачей TCP и межсетевой Интернет-протокол IP.

Каждая сеть работает по своим собственным законам, однако предполагается, что шлюз может принять пакет из другой сети и доставить его по указанному адресу. Реально пакет из одной сети передается в другую подсеть через последовательность шлюзов (узлов), это становится возможным благодаря реализации во всех узлах сети протокола межсетевого обмена IP. Протокол ТСР – протокол транспортного уровня, он управляет тем, как происходит передача данных. Протокол IP – протокол адресный, он принадлежит сетевому уровню и определяет, куда происходит передача данных. Протокол TCP дал название всему семейству (стеку) протоколов ТСР/IP.

После установления канала связи между компьютерами программа приложения может направлять в него данные непрерывным потоком как на стандартное устройство ввода-вывода. Протокол TCP разбивает данные на пакеты, после чего каждый пакет маркируется с помощью данных, необходимых для правильной сборки документа на компьютере получателя. Данный протокол обеспечивает также подтверждение факта получения пакетов принимающей стороной и повторную передачу пакетов, если в этом будет необходимость. Кроме того, в протоколе TCP реализованы достаточно сложные механизмы регулирования загрузки сети и устранения в ней заторов.

Суть протокола IP состоит в том, что каждый компьютер сети (hosty) имеет уникальный IP-адрес, состоящий из 4 байт, например 144. 206.160.32. Так как байт содержит 256 значений, то количество возможных адресов составляет порядка 2 миллиардов. По этим адресам каждый компьютер определяет, кому из ближайших соседей можно переслать ТСР-пакет, чтобы он оказался «ближе» к получателю. В результате конечного числа пересылок пакет достигает адресата.

Важными элементами в протоколах транспортного уровня являются понятия «порт» и «сокет». Порт в протоколах транспортного уровня – это не физически существующий порт ввода-вывода (как, например, последовательный порт СОМ1), а "виртуальный" порт, который программно изолирует данные, передаваемые по одному порту, от данных, передаваемых по другому порту. Нумерация портов осуществляется от 0 до 65535. Например, стандартным портом для Web-сервера является порт 80.

Сокет (socket) характеризует сетевое соединение между двумя сетевыми приложениями, которое включает в себя:

IP-адрес и номер порта локальной машины;

IP-адрес и номер порта удаленной машины.

Сокет задает сетевое соединение однозначно. Если рассмотреть два различных соединения, то в них отличаются значения хотя бы одного из приведенных выше параметров. Так, к определенному порту сервера могут одновременно подключиться два приложения, работающие с различных портов на машине пользователя.

Пользоваться числовыми адресами достаточно трудно, поэтому для облегчения задачи существует специальная система имен доменов DNS (Domain Name System) – это более удобная для восприятия человеком система осмысленных доменных имен (например, TUT.BY, MAIL.RU, MICROSOFT.COM). Доменное имя (Domain name) – имя группы рабочих станций и серверов в одной сети, уникальный идентификатор, который назначается определенному IP-адресу. Оно включает суффикс домена верхнего уровня и имена узлов (доменов) нижних уровней.

Перевод доменных имен в связанные с ними IP-адреса осуществляют серверы DNS, после чего сообщение передается по IP-адресу. IP-адрес может быть постоянным и динамическим. Постоянный адрес присваивается компьютеру на все время работы в Сети независимо от времени и способа подключения к ней. Динамический адрес назначается на время коммутации рабочей станции к серверу.

Домен (Domain) – самая крупная структурная единица Интернет. Обычно домен – страна или другая большая структура, отражающая различные области интересов или ответственности. Организовать группы компьютеров в Интернет с помощью иерархии доменов позволяет служба имен доменов – DNS (Domain Name Service).

Домены в Интернете различаются по уровням иерархии, например в imb.by imb – домен второго уровня, а в by – верхнего. Домены верхнего уровня классифицируют организации по типам (используется в США): gov (government) – государственные, edu (educational) – образовательные, org (organization) – организации, net – главные центры поддержки сети, mil – военные группы, int – международные, com (commercial) – коммерческие, <country code> (любая страна, географическая единица).

Чтобы присоединиться к доменам (кроме последнего), необходимо иметь аргументы, соответствующие предъявляемым строгим требованиям. Включение в домен com гораздо проще, однако все-таки нужно правильно определить, к какому из доменов верхнего уровня относится организация.

Имя домена должно иметь смысл, легко запоминаться и вводиться с клавиатуры, а также не использоваться другой организацией на Интернете. Самым главным является корневой домен Inter NIC. Домены первого уровня назначаются для каждой страны: BY, RU, US, LT и т. д.

Выбранное имя регистрируется. Обычно для этого из области Registration Web-страницы InterNIC получают текстовый бланк и заполняют его в любом редакторе или текстовом процессоре либо заполняют форму WWW, используя программу просмотра Web.

Необходимо сообщить InterNIC некоторые данные о себе. Во-первых, кто будет контактировать с ней по административным, техническим или финансовым вопросам, касающимся домена, во-вторых, имена и IP-адреса серверов DNS, поддерживающих домен.

Заполненная форма отсылается электронной почтой в InterNIC. Через некоторое время поступают два ответа: первый – подтверждение получения запроса, второй – разрешение на использование имени домена.

Для подключения к Интернету необходим ISP (Internet Service Provider – поставщик услуг Интернета) или провайдер – это организация или частное лицо, которые ведут (поддерживают) информационные ресурсы. ISP предоставляет клиентам доступ к Интернету по коммуникационным линиям, а также услуги, такие как аренда пространства на сервере и создание Web-страниц.

Очень важна территориальная близость ISP: независимо от типа используемого соединения цена растет с увеличением расстояния. Также имеют значение надежность обслуживания, набор предлагаемых сервисов, наличие у ISP лишних каналов, скорость связи, цена, доступность обслуживающего персонала и сервисной службы.

Обращаясь к ISP, необходимо указать сервисы и потребность в полосе пропускания. После заключения контракта ISP сообщает: IP-адрес, маску подсети (имя пользователя-login и пароль-password), имена серверов DNS, обеспечивает подключение к сети и рекомендует любое необходимое дополнительное оборудование.

При выборе ISP основные критерии – местоположение, цена, надежность и набор предоставляемых сервисов. В основном цена за использование Сети определяется величиной трафика, а также режимом работы в Сети. Организация работы Интернет выполняется в двух режимах, определяемых технологиями on-line (на линии) и off-line (вне линии).

Онлайновые технологии – средства коммуникации сообщений в сетевом информационном пространстве, обеспечивающие синхронный обмен информацией в реальном времени, т. е. в данном случае ПК пользователя постоянно соединен с Сетью [9, 45].

Оффлайновые технологии – средства электронной коммуникации сообщений в сетевом информационном пространстве, допускающие существенную асинхронность в обмене данными и сообщениями, когда ПК пользователя подключается к Сети только на время передачи (приема) сообщения. Оффлайновые технологии включают: списки рассылки, группы новостей, вэб-форумы и т. д. [9, 45].