Архитектура и принципы работы сети Интернет
Глобальные сети, охватывая миллионы людей, полностью изменили процесс распространения и восприятия информации.
Глобальные сети (Wide Area Network, WAN), Современный Интернет
В действительности Internet не просто сеть, — это структура, объединяющая обычные сети. Internet — это «сеть сетей».
Чтобы описать сегодняшний Internet, полезно воспользоваться строгим определением.
В своей книге «The Matrix: Computer Networks and Conferencing Systems Worldwide» Джон Квотерман описывает Internet как «метасеть, состоящую из многих сетей, которые работают согласно протоколам семейства TCP/IP, объединены через шлюзы и используют единое адресное пр о странство и пространство имен» .
маршрутизаторы
корпоративная
рабочими станциями
Рис.1 Схема взаимодействия в сети Интернет
Интернет — это глобальная информационная система, которая:
- логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов, основанных на Интернет-протоколе (IP);
- способна поддерживать коммуникации с использованием семейства протокола управления передачей — TCP/IP или его последующих расширений/преемников и/или других IP-совместимых протоколов;
- обеспечивает, использует или делает доступными на общественной или частной основе высокоуровневые услуги, надстроенные над описанной здесь коммуникационной и иной связанной с ней инфраструктурой.
Инфраструктура Интернет
1. магистральный уровень (система связанных высокоскоростных телекоммуникационных серверов).
2. уровень сетей и точек доступа (крупные телекоммуникационные сети), подключенных к магистрали.
3. уровень региональных и других сетей.
4. ISP — интернет-провайдеры.
5. пользователи.
К техническим ресурсам сети Интернет, Рис.2 Инфраструктура сети Интернет
многоуровневый принцип пер
управление обменом данных
TCP/IP — технология межсетевого взаимодействия
Главное отличие сети Internet от других сетей
Протокол TCP/IP
Протокол
Высокоуровневый протокол
Для компьютеров протокол TCP/IP — это то же, что правила разговора для людей. Он принят в качестве официального стандарта в сети Internet, т.е. сетевая технология TCP/IP де-факто стала технологией всемирной сети Интернет.
Доменная система имен протоколы передачи данных
... говоря, протокол — это правила передачи данных между узлами компьютерной сети. Систему протоколов Интернет называют «стеком протоколов TCP/IP». Наиболее распространённые интернет-протоколы (в алфавитном порядке, сгруппированные в примерном соответствии модели OSI): Уровень OSI Протоколы, примерно соответствующие уровню ...
Ключевую часть протокола составляет схема маршрутизации пакетов, основанная на уникальных адресах сети Internet. Каждая рабочая станция, входящая в состав локальной или глобальной сети, имеет уникальный адрес, который включает две части, определяющие адрес сети и адрес станции внутри сети. Такая схема позволяет передавать сообщения как внутри данной сети, так и во внешние сети.
АДРЕСАЦИЯ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ, Основные протоколы сети Интернет
Работа сети Internet основана на использовании семейств коммуникационных протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). TCP/IP используется для передачи данных как в глобальной сети Internet, так и во многих локальных сетях.
Название TCP/IP определяет семейство протоколов передачи данных сети. Протокол — это набор правил, которых должны придерживаться все компании, чтобы обеспечить совместимость производимого аппаратного и программного обеспечения. Эти правила гарантируют совместимость производимого аппаратного и программного обеспечения. Кроме того, TCP/IP — это гарантия того, что ваш персональный компьютер сможет связаться по сети Internet с любым компьютером в мире, также работающим с TCP/IP. При соблюдении определенных стандартов для функционирования всей системы не имеет значения, кто является производителем программного обеспечения или аппаратных средств. Идеология открытых систем предполагает использование стандартных аппаратных средств и программного обеспечения. TCP/IP — открытый протокол и вся специальная информация издана и может быть свободно использована.
Различный сервис, включаемый в TCP/IP, и функции этого семейства протоколов могут быть классифицированы по типу выполняемых задач. Упомянем лишь основные протоколы, так как общее их число насчитывает не один десяток:
транспортные протоколы
TCP/IP (Transmission Control Protocol),
UDP (User Datagram Protocol);
протоколы маршрутизации
IP (Internet Protocol),
ICMP (Internet Control Message Protocol),
RIP (Routing Information Protocol) и другие;
протоколы поддержки сетевого адреса
DNS (Domain Name System),
ARP (Address Resolution Protocol)
и другие;
протоколы прикладных сервисов
FTP (File Transfer Protocol),
TELNET ,
HTTP (HyperText Transfer Protocol)
NNTP (NetNewsTransfer Protocol)
и другие
Сюда включается передача файлов между компьютерами, удаленный терминальный доступ к системе, передача гипермедийной информации и т.д.;
шлюзовые протоколы
EGP (Exterior Gateway Protocol),
GGP (Gateway-to-Gateway Protocol),
IGP (Interior Gateway Protocol);
другие протоколы
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol),
NFS (Network File System).
IP-адресация
Теперь подробнее остановимся на понятии IP-адреса.
Каждый компьютер в Internet (включая любой ПК, когда он устанавливает сеансовое соединение с провайдером по телефонной линии) имеет уникальный адрес, называемый IP-адрес .
октетами (octets)
Если бы использовались все 32 бита в IP-адресе, то получилось бы свыше четырех миллиардов возможных адресов — более чем достаточно для будущего расширения Internet. Однако некоторые комбинации битов зарезервированы для специальных целей, что уменьшает число потенциальных адресов. Кроме того, 8-битные четверки сгруппированы специальными способами в зависимости от типа сети, так что фактическое число адресов еще меньше.
хоста (host)
IP-адрес состоит из двух частей:
IP-адреса разделяются на классы: А, В и С.
Итак, три класса IP-адресов позволяют распределять их в зависимости от размера сети организации. Поскольку 32 бита — допустимый полный размер IP-адреса, то классы разбивают четыре 8-битные части адреса на адрес сети и адрес хоста в зависимости от класса.
Адрес сети класса A, Класс B использует
в классе C
Если любой IP-адрес символически обозначить как набор октетов w.x.y.z, то структуру для сетей различных классов можно представить в таблице 1.
Всякий раз, когда посылается сообщение какому-либо хост-компьютеру в Internet, IP-адрес используется для указания адреса отправителя и получателя. Конечно, пользователям не придется самим запоминать все IP-адреса, так как для этого существует специальный сервис TCP/IP, называемый Domain Name System (Доменная система имен)
Таблица 1.
|
Класс сети |
Значение первого октета(W) |
Октеты номера сети |
Октеты номера хоста |
Число возможных сетей |
Число хостов в таких сетях |
|
|
А |
1-126 |
w |
x.y.z |
128(27) |
16777214(224) |
|
|
В |
128-191 |
w.x |
y.z |
16384(214) |
65536(216) |
|
|
С |
192-223 |
w.x.y |
z |
2097151(221) |
254(28) |
|
Понятие маски подсети
Для того чтобы отделить идентификатор сети от идентификатора хоста, применяется специальное 32-битное число, называемое маской подсети (subnet mask).
Чисто внешне маска подсети представляет собой точно такой же набор из четырех октетов, разделенных между собой точками, как и любой IP-адрес. В таблице 2 приведены значения маски подсети для сетей класса A, B, C, используемые по умолчанию.
Таблица 2.
|
Класс сети |
Значение маски в битах (двоичное представление) |
Значение маски в десятичном виде |
|
|
А |
11111111 00000000 00000000 00000000 |
255.0.0.0 |
|
|
В |
11111111 11111111 00000000 00000000 |
255.255.0,0 |
|
|
С |
11111111 11111111 1111111100000000 |
255,255.255.0 |
|
Маска применяется также для логического разделения больших IP-сетей на ряд подсетей меньшего масштаба. Представим, к примеру, что в Сибирском Федеральном Университете, обладающего сетью класса B, имеется 10 факультетов и в каждом из них установлено по 200 компьютеров (хостов).
Применив маску подсети 255.255.0.0, эту сеть можно разделить на 254 отдельных подсетей с числом хостов до 254 в каждой.
Значения маски подсети, применяемые по умолчанию, не являются единственно возможными. К примеру, системный администратор конкретной IP-сети может использовать и другое значение маски подсети для выделения лишь некоторых бит в октете идентификатора хоста.
Как зарегистрировать IP-сеть своей организации?
InterNIC (Network Information Center).
Чтобы получить один из этих уникальных идентификаторов, называемых доменным именем, компания или провайдер посылает запрос в орган, который контролирует подключение к Internet — InterNIC. Если InterNIC (или орган, уполномоченный им для такой регистрации в данной стране) утверждает имя компании, то оно добавляется в базу данных Internet. Доменные имена должны быть уникальны, чтобы предотвратить ошибки.
