3.4 Глобальные сети .Архитектура Internet

Internet представляет собой глобальную компьютерную сеть, а само ее название означает “между сетей”, т.е. это сеть, соединяющая отдельные сети. Основные вопросы, связанные с технической поддержкой, решаются комитетом Internet Engineering Task Force (IETF Инженерный комитет Internet). Это общественный комитет, который решает технические вопросы, связанные с развитием Internet. Решения и стандарты утверждает общественный комитет Internet Architecture Board – совет по архитектуре Internet. Существуют национальные и международные сегменты, которые финансируются из различных источников. Internet обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сеть, подключенные к ней.

Важнейшими компьютерными сетями, которые образуют мировое сетевое пространство вместе с Internet (в том числе совмещаясь с Internet), являются сети FREENet, NSFNet, BitNet, Earn, USENet, EUNet, NSI, MCIMail, Compu Serve, GLASNet и другие. В нашей стране существует и успешно работает несколько региональных компьютерных сетей, среди них можно отметить такие сети, как Relcom, EREEnet, Sprint, Resnet и другие.

Любая компьютерная сеть, непосредственно подключенная к Internet и обеспечивающая взаимодействие с другими компьютерными сетями в мире по протоколу ТСР/IP, сама является частью Internet. Компьютеры, включенные в сеть Internet и представляющие различные виды сетевого сервиса, называют хост-компьютерам (узлами), или для краткости хостами.

Дадим краткую характеристику существующих возможностей подключения к Internet.

• Прямое подключение к Internet. При этом способе для подключения к магистральным каналам Internet используется выделенный компьютер – шлюз (IP – маршрутизатор). Этот способ обеспечивает полный доступ ко всем услугам, но он достаточно дорог в реализации и поддержке. Такой способ подключения пригоден только для больших организаций. Соединение обычно осуществляется с помощью выделенной телефонной линии. Шлюз становится частью архитектуры Internet и должен оставаться доступным постоянно. Для создания прямого доступа необходимо обратиться в сетевой информационный центр (NIC) с целью регистрации доменного имени и установки шлюзов в магистральную часть Internet.

• Соединение через чей-то шлюз. Этот способ предполагает получение разрешения на использование чего-то шлюза для полного доступа ко всем услугам. Такой способ удобен для студентов, но вне университета это может быть не очень удачным решением, т.к. необходимо найти того, кто позволит вам использовать его шлюз.

• Использование сервис-провайдера. Ваш компьютер обращается к специальному шлюзу компании, которая обеспечивает ограниченный или полный доступ к услугам Internet. Для передачи сигналов по каналам связи Вам необходимо заключить договор с организацией, которая осуществит Ваше подсоединение. Такую организацию и называют провайдером.

Рассмотрим архитектуру Internet. При этом для наглядности несколько упростим ее структуру и опустим некоторые детали. На рис.3.30 схематически представлена структура Internet. В него входит высокоскоростная магистральная сеть передачи данных, называемая backbone. На практике ее образуют выделенные линии, имеющие высокую пропускную способность. На шлюзах установлено сложное программное обеспечение, с помощью которого осуществляется обработка всех сообщений, проходящих через шлюз. Если приходит сообщение, адресованное сети, к которой подключен этот шлюз, то это сообщение передается в локальную сеть.

Если сообщение предназначено для другой сети или шлюза, то оно передается следующему шлюзу. Сообщения проходят от шлюза к шлюзу по скоростным каналам связи, пока не доберутся до своего адресата. Шлюзы знают обо всех шлюзах и сетях, с которыми они взаимодействуют шлюзы обмениваются друг с другом информацией о маршрутизации и состоянии сети, используя специальный шлюзовой протокол. Каждый шлюз соединяет магистральную часть Internet с одной или несколькими сетями. Некоторые компании, например UUNET Technologies, как показано на рис.3.30 выступают в качестве сервис-провайдера для других компаний и пользователей. В большинстве случаев для малых компаний использование сервис–провайдера, подобного UUNET Technologies, как уже отмечалось, является более быстрым и дешевым способом, чем самостоятельное решение проблем подключения к Internet.

Таким образом, такая архитектура в целом вписывается в трехуровневую иерархию информационных сетей:

• верхний ключевой уровень глобальных сетей – опорная сеть передачи данных;

• региональные сегменты, оснащенные базовыми шлюзами, в качестве которых используются высокопроизводительные маршрутизаторы, обеспечивающие выбор маршрута передачи данных;

• нижний уровень – локальные сети или отдельные компьютеры на местах.

Обычно подключение локальной сети к Internet заключается в установке маршрутизатора, соединенного с машрутизатром сервис-провайдера, и в его конфигурировании. Далее к маршрутизатору подключаются компьютеры локальной сети, причем в локальной сети могут работать компьютеры различных платформ с разными операционными системами (см.рис. 3.31).

Заметим, что во многих случаях на маршрутизатор возлагаются функции Firewall (брандмауэр) –фильтрующей системы, защищающей локальную сеть от внешнего мира, что становится сегодня актуальной задачей. Internet не является безопасной средой, т.к. хакер (взломщики), имеющий дело с Internet, может перехватить пакеты и использовать содержащуюся в них информацию для получения доступа к сети. С целью повышения безопасности информации можно использовать брандмауэры и прокси-серверы. Подробнее на функциях брандмауэров и прокси-серверов мы остановимся далее.

Передача информации в сетях осуществляется в двух основных режимах: on line и off line:

on line - или режим “на линии” функционирует под непосредственным управлением центрального компьютера, т.е. реализующий интерактивный или диалоговый режим работы;

off line - это автономный режим, реализуемый без управления со стороны центрального компьютера сети.

Самым оперативным и живым способом обмена информацией является работа абонентов в режиме реального времени on line (точно также как в обычных разговорах по телефону или в селекторных сеансах). Однако по сравнению с речевым обменом по телефону on line позволяет транслировать и совместно корректировать таблицы, графическую информацию, массивы цифровых данных, программы для компьютеров и многое другое, причем в объемах, которые не представляются мыслимыми для телефонной, телексной связи.

Следует особо отметить, что в настоящее время даже для небольших, локальных сетей стали очень широко использоваться существующие технологии Internet. Сеть, которые работают по технологии сети Internet получила название Intranet (внутренняя сеть). Таким образом, Intranet-сети – это лишь новое применение той же технологии, которая лежит в основе Internet. Intranet – это сеть, в которой для распространения информации используются средства, программное обеспечение и протоколы Internet. Благодаря тому, что Intrаnet-сети основаны на открытых стандартах, для них не существует проблем с совместимостью аппаратных и программных платформ, которые заставляли разработчика создавать отдельные приложения для каждого типа операционной системы. Пользователи Intrаnet-сети пользуются стандартными сетевыми броузерами, следовательно разработчики могут сосредоточится на построении приложений, работающих на стороне сервера. Сеть Intranet можно соединять с Internet, но можно и не делать этого, она может функционировать локально. Следует особо отметить, что именно на основе технологи сети Intranet работают современные компьютерные сети на многих крупных металлургических предприятиях России.