Организация сети Internet

Протоколы Internet

Компьютеры и сети, подключенные к Internet, очень разнообразны: на них установлено разное программное обеспечение, используются разные языки программирования, информация хранится и передается в разных форматах, в связи с чем возникла необходимость в создании семейства протоколов, обеспечивающих единообразную среду передачи данных. Выбор этих протоколов частично обусловлен исторически и связан

с происхождением сети.

Межсетевой протокол IP отвечает за адресацию данных, то есть гарантирует, что маршрутизаторы системы будут знать, куда переправ­лять поступающие данные. Если провести аналогию с обычной почтой, можно сказать, что межсетевой протокол выполняет функции конверта с адресом.

Уникальные номера, которые применяются для идентификации ком­пьютеров в Internet, называются IP-адресами. Они состоят из четырех номеров (каждый по величине не больше 255 в десятичной записи), от­деленных друг от друга точками — например 211.76.161.100. Крайнее слева число обозначает крупную сеть; числа, которые стоят правее, указывают на более мелкие участки внутри этой крупной сети, и так до тех пор, пока не будет указан конкретный компьютер. С адресами в числовой форме сразу возникает проблема - они очень неудобны для запоминания. По­этому для удобства пользователей узлы сети стали обозначать специаль­ными именами, например www.vsau.ru (такое имя называется доменным). С подобной адресной информацией работать легче, ибо доменные имена обладают постоянной структурой, опираясь на которую можно понять, к чему они относятся.

Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных в сети. К ним относятся TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol). TCP разбивает передаваемую информации на стан­дартные пакеты, каждому из которых присваивается уникальный номер, чтобы компьютер, принимающий информацию, смог собрать их в нужной последовательности. После этого пакет TCP помещается внутрь пакета IP. На принимающей стороне программное обеспечение протокола TCP собирает конверты, извлекает из них данныеи располагает в правильном порядке. Если каких-нибудь конвертов нет, программапросит отправителя передать их еще раз.

Протокол UDP проще TCP, потому что не заботится о пропавших пакетах, и поэтому используется для отправки коротких сообщений.

Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов. В Internet этим занимаются уже упомянутые протоколы TCP и UDP, а также протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol).

Протоколы уровня представления данных предназначаются для поддержки программ, использующих сетевые соединения. Примером могут служить серверы HTTP, использующие протокол HTTP (Hypertext Transfer Protocol) для размещения и сопровождения веб-страниц в сети, или серверы FTP, осуществляющие обмен файлами через Интернетпо протоколу FTP (File Transfer Protocol). Почтовые серверы Интернета для хранения и рассылки электронной почты используют протоколы SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) и РОРЗ (Post Office Protocol).

Доменная система имен и универсальный указатель ресурса

В настоящее время в Internet используется так называемая доменная система имен (Domain Naming System, DNS). Это иерархическая система именования, устроенная зеркально по отношению к цифровой IP-адре­сации; если в IP-адресе наиболее общая информация указана слева, то в доменных именах - справа. Например, имя shop.provid.ru указывает, что некая организация «shop» пользуется услугами предоставления доступа к Internet некоторого провайдера (или другой организации) «provid»,

который в свою очередь подключен к региональной (национальной) ма­гистрали передачи информации в России (о чем говорит доменное имя верхнего уровня «ш»).

Доменные имена верхнего уровня дают самую общую информацию

о конкретном адресе, например:

сот ~ коммерческие домены США; соответствующие адреса принад­лежат частным компаниям;

edu - американские образовательные организации (например, wise, edu - это адрес сети университета штата Висконсин);

gov - доменверхнего уровня для сетей правительственных органи­заций США;

mil- сети военного ведомства США;

net - доменорганизаций, управляющих сетями;

org ~ доменное имя частных компаний, которые не подходят под вы­шеуказанные категории (например, Internet Society использует имя isoc.org).

Во многих странах используются одинаковые для всех организаций доменные имена верхнего уровня: m - в России, su - в странах СНГ (включая Россию), de - в Германии, ch - в Швейцарии, it - в Италии, us - в США (используется редко), са - в Канаде, jp - в Японии и т.д.

Когда пользователь Internet запрашивает конкретный компьютер с помощью доменного имени, например quake.think.com, серверимен, отвечающий за соответствующую область адресов (домен), переводит это имя в IP-адрес. В зависимости от местонахождения машины и географи­ческого расстояния запросы могут пройти через несколько серверов имен, прежде чем будет получен окончательный адрес. Привлекательность этой системы заключена в следующем:

во-первых, нет необходимости обрабатывать ни один из запросов/от­ветов, поскольку это происходит автоматически;

во-вторых, по сравнению с централизованным списком адресов (кста­ти, именно так когда-то работала Internet) система DNS позволяет сети расти с гораздо меньшими организационными усилиями.

Важнейшим достижением Internet стала параллельная передача па­кетов данных по всем возможным каналам и, следовательно, использо­вание каждого из них в течение минимального времени. Каждый пакет имеет свой адрес и может быть доставлен без организации длительного открытого соединения между посылающей и принимающей машиной. Благодаря такому подходу тысячи пользователей могут использовать одни и те же линии связи одновременно, и любой пакет может быть передан по разным линиям; тем самым создается иллюзия длительного непре­рывного соединения.

В Интернете не только любой компьютер, но и любой документ имеет свое уникальное имя. Оно называется URL (Universal Resource Locator, универсальный указатель ресурса) и имеет следующий формат: служба:// имя_компьютера/директория/поддиректория/.../имя_файла. Например, http://iomas.vsau.ru/people/peopl3.htm) - имя web-страницы peopl3.htm, размещенной на сервере iomas.vsau.ru в соответствующей директории.