Глобальная сеть интернет

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО  И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Ростовский государственный строительный университет

Институт промышленного и гражданского строительства

Кафедра информационных систем в строительстве

Выполнил: студент группы ИСТ-317

Громыко Юлия Анатольевна

Проверил: доц. каф. ИСС

Майстренко Анатолий Викторович

 

 

Ростов-на-Дону

2013 год 

Оглавление

 

ВВедение

 

Попытайтесь представить себе мир  примерно тридцать лет назад. Это  был мир без общедоступных  компьютерных сетей. Мир, в котором каждый компьютер должен был иметь свой собственный принтер. Мир, в котором не было электронной почты. Как ни странно это звучит сейчас, тогда, до того как появились компьютерные сети, это было реальностью.

Всплеск интереса к глобальной информационной сети Internet наблюдается сейчас повсеместно. В сложившихся условиях потребность в информации о сети Internet становится особенно острой. В настоящее время по Internet распространяется множество документов, касающихся как функционирования сети и работы в ней пользователей, так и связанных с различными сферами жизни: наукой, культурой, экономикой и т.д. Причём обновление информации в Internet, обширной разветвленной сети, которая включает в себя компьютерные узлы, разбросанные по всему миру, происходит, практически, в режиме реального времени.

 

Введение в Интернет

 

Компьютерная сеть – это система компьютеров, связанных каналами передачи информации. В качестве каналов связи могут использоваться, например: телефонная линия, оптоволоконный кабель, спутниковая связь, радиосвязь, GPRS.

Рисунок 1. Компьюетерная сеть

 

Региональные компьютерные сети.

Локальные сети не позволяют  обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Корпоративные компьютерные сети.

Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).

Глобальная телекоммуникационная сеть

Глобальная телекоммуникационная сеть — это объединение многих локальных сетей и отдельных компьютеров, находящихся на больших расстояниях друг от друга.

Inter – между…  Net – сеть…

Internet — это глобальная компьютерная сеть, которая по протоколу TCP/IP объединяет, сети различных регионов, государств, научных организаций в одну общую сеть.

Преимущество  глобальных сетей в том, что вы можете соединить вашу сеть с какой-либо еще другой сетью. Вы можете объединять сети до тех пор, пока не получите гигантскую сеть сетей.

Рисунок 2. Интернет

Организация глобальных сетей

Обращаясь в Интернет, мы пользуемся услугами Интернет-провайдера. Провайдер подключает к своей сети клиентов, которые становятся частью сети данного провайдера и одновременно частью всех объединенных сетей, которые и составляют Интернет.

Рисунок 3. Интернет провайдеры

 

Каждый пользователь Интернета  имеет договор с определенным провайдером о подключении его  к сети. В свою очередь провайдеры договариваются о соединении их сетей. Это позволяет обмениваться сообщениями  всем компьютерам, подключенным к Интернету.

Обычно вы можете подключиться к  другой сети через телефонную линию  или по так называемому высокоскоростному  соединению, которое работает через  кабель,спутниковую антенну, или специальную телефонную линию. Фактически Интернет представляет собой сеть сетей.

Подобно тому, как коммерческие интернет-провайдерыт соединяются посредством точек обмена трафиком, исследовательские сети объединяются в свои подсети, такие как: National LambdaRail, Abilene Network, GEANT,GLORIAD.

В России наиболее известен проект «А́билин» (англ. Abilene Network) — высокоскоростная экспериментальная сеть, созданная и поддерживаемая американским консорциумом «Интернет2». Сам консорциум является некоммерческой организацией и занимается разработкой передовых приложений и сетевых технологий. Его сеть Абилин уже объединяет более 230 американских университетов, научных центров и других учреждений. Особенностью сети Абилин является высокая скорость передачи данных, теоретически она может достигать 10 Гбит/с (OC-192c), реально скорость составляет порядка 6—8 Гбит/с.

Адресация в Интернет

Основная задача Интернета –  это связь. Как связать два  компьютера, расположенных в разных частях планеты? Необходимо каждый компьютер  как-то идентифицировать, чтобы его  можно было найти в Интернете. Причем у каждого компьютера, будь то сервер или персональный компьютер, должно быть уникальное имя, единственное в сети. Если учесть, что компьютеров в Интернете миллионы, то система номеров должна быть достаточно многозначной.

В соответствии с этими требованиями была принята система IP-адресов, в которой каждый адрес состоит из набора четырех, разделенных точкой, чисел. Каждое число должно быть из диапазона 0-255. Например, 217.23.130.1

Рисунок 4. Система IP – адресов

 

При этом пространство адресов четко  разграничено для того, чтобы компьютеры могли себя опознать в рамках локальной сети, и в глобальном масштабе.

Интернет-адрес. Для того чтобы в процессе обмена информацией компьютеры могли найти друг друга, в Интернете существует единая система адресации, основанная на использовании Интернет-адресов.

Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный двоичный 32-битовый Интернет-адрес.

Существует формула, которая связывает  между собой количество возможных  информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение:

N = 2^I.

Интернет-адрес несет количество информации I = 32 бита, тогда общее  количество N различных Интернет-адресов  равно:

N = 2^I = 2³² = 4 294 967 296

Интернет-адрес длиной 32 бита позволяет  подключить к Интернету более 4 миллиардов компьютеров.

По новой технологии "Умный  дом" к Интернету смогут быть подключены не только компьютеры, но и бытовые  приборы (холодильники, стиральные машины и др.) и аудио- и видеотехника, которыми можно будет управлять  дистанционно. В этом случае четырех  миллиардов Интернет-адресов может оказаться недостаточно и придется перейти на более длинный Интернет-адрес.

Для удобства восприятия двоичный 32-битовый  Интернет-адрес можно разбить  на четыре части по 8 битов и каждую часть представить в десятичной форме. Десятичный Интернет-адрес состоит из четырех чисел в диапазоне от 0 до 255, разделенных точками (например, 213.171.37.202) (табл. 1).

Таблица 1. Интернет-адрес в двоичной и десятичной форме

Двоичный 11010101 10101011 00100101 11001010 Десятичный 213 171 37 202

Все серверы Интернета имеют  постоянные Интернет-адреса. Однако провайдеры Интернета часто предоставляют  пользователям доступ в Интернет не с постоянным, а с временным  Интернет-адресом. Интернет-адрес может  меняться при каждом подключении  к Интернету, но в процессе сеанса остается неизменным и пользователь может его определить.

Пакетная передача данных

Связь должна быть круглосуточная, высоконадежная. Для того, чтобы осуществлять такую  высоконадежную связь, была разработана  специальная Интернет-технология доставки данных – пакетная передача данных.

Перед отправкой  файла через Интернет его разбивают  на несколько частей – пакетов. Каждый пакет передается независимо от остальных. На конечном пункте в компьютере все пакеты собираются в один файл. Так как пакеты передаются независимо, то каждый пакет может дойти до конечного компьютера по своему пути.

Преимущества такого способа передачи данных заключаются в том, что: чем меньше пакет, тем меньше вероятность потери данных, тем больше защита от помех;каждому пользователю предоставлены равные возможности в пользовании каналом связи, никто не может заблокировать канал слишком большим сообщением.

Рисунок 5. Пакетная передача данных

Маршрутизация и транспортировка  данных по компьютерным сетям

Сеть Интернет, являющаяся сетью  сетей и объединяющая громадное количество различных локальных, региональных и корпоративных сетей, функционирует и развивается благодаря использованию единого принципа маршрутизации и транспортировки данных.

Маршрутизация данных обеспечивает передачу информации между компьютерами сети. Рассмотрим принцип маршрутизации данных по аналогии с передачей информации с помощью обычной почты. Для того чтобы письмо дошло по назначению, на конверте указывается адрес получателя (кому письмо) и адрес отправителя (от кого письмо).

Аналогично, передаваемая по сети информация "упаковывается в конверт", на котором "пишутся" Интернет-адреса компьютеров получателя и отправителя, например: "Кому: 198.78.213.185", "От кого: 193.124.5.33". Содержимое конверта на компьютерном языке называется Интернет-пакетом и представляет собой набор байтов.

В процессе пересылки обыкновенных писем они сначала доставляются на ближайшее к отправителю почтовое отделение, а затем передаются по цепочке почтовых отделений на ближайшее  к получателю почтовое отделение. На промежуточных почтовых отделениях письма сортируются, т. е. определяется, на какое следующее почтовое отделение необходимо отправить то или иное письмо.

Интернет-пакеты на пути к компьютеру-получателю также проходят через многочисленные промежуточные серверы Интернета, на которых производится операция маршрутизации. В результате маршрутизации Интернет-пакеты направляются от одного сервера Интернета к другому, постепенно приближаясь к компьютеру-получателю.

Маршрутизация Интернет-пакетов обеспечивает доставку информации от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю.

Маршруты доставки Интернет-пакетов  могут быть совершенно разными, и  поэтому первые Интернет-пакеты могут  достичь компьютера-получателя в  последнюю очередь. Например, в процессе передачи файла от сервера От к серверу Кому маршрут первого Интернет-пакета может быть От-1-2-Кому, второго - От-Кому и третьего - От-3-4-5-Кому (рис 6).

Рисунок 6. Маршрутизация и транспортировка данных

"География" Интернета существенно  отличается от привычной нам географии. Скорость получения информации зависит не от удаленности сервера Интернета, а от маршрута прохождения информации, т. е. количества промежуточных серверов и качества линий связи (их пропускной способности), по которым передается информация от сервера к серверу.

С маршрутом прохождения информации в Интернете можно познакомиться  с помощью специальных программ, которые позволяют проследить, через  какие серверы и с какой  задержкой передается информация с  выбранного сервера Интернета  на ваш компьютер.

Транспортировка данных. Теперь представим себе, что нам необходимо переслать по почте многостраничную рукопись, а почта бандероли и посылки не принимает. Идея проста: если рукопись не помещается в обычный почтовый конверт, ее надо разобрать на листы и переслать их в нескольких конвертах. При этом листы рукописи необходимо обязательно пронумеровать, чтобы получатель знал, в какой последовательности потом эти листы собрать.

В Интернете часто случается  аналогичная ситуация, когда компьютеры обмениваются большими по объему файлами. Если послать такой файл целиком, то он может надолго "закупорить" канал связи, сделать его недоступным для пересылки других сообщений.

Для того чтобы этого не происходило, на компьютере-отправителе необходимо разбить большой файл на мелкие части, пронумеровать их и транспортировать в форме отдельных Интернет-пакетов до компьютера-получателя.

На компьютере-получателе необходимо собрать исходный файл из отдельных  частей в правильной последовательности, поэтому файл не может быть собран до тех пор, пока не придут все Интернет-пакеты.

Транспортировка данных производится путем разбиения файлов на Интернет-пакеты на компьютере-отправителе, индивидуальной маршрутизации каждого пакета и сборки файлов из пакетов в первоначальном порядке на компьютере-получателе.

Время транспортировки отдельных  Интернет-пакетов между локальным  компьютером и сервером Интернета  можно определить с помощью специальных  программ.

Маршрутизация и транспортировка  данных в Интернете производится на основе протокола TCP/IP, который является основным "законом" Интернета. Термин "TCP/IP" включает название двух протоколов передачи данных: