Протокол TCP/IP сети Интернет 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Протокол TCP/IP сети Интернет



В становлении сети Интернет важную роль сыграл разработанный в США протокол, точнее два связанных протокола или стек протоколов, TCP/IP.Эти два протокола TCP и IP, лежат на разных уровнях открытых систем. Протокол ТСР - протокол транспортного уровня. Он управляет тем, как происходит передача данных. Протокол IP - адресный. Он принадлежит сетевому уровню и определяет, куда происходит передача. Но работать эти протоколы должны согласованно, и именно их взаимодействие позволяет объединять в единую сеть самые разные компьютеры с самыми разными операционными системами.

Протокол TCP. Согласно протоколу TCP, отправляемые данные разделяются, "нарезаются" на небольшие пакеты байтов, после чего каждый пакет маркируется таким образом, чтобы в нем были данные, необходимые для правильной сборки документа на компьютере получателя. Эта маркировка производится с помощью добавления служебных байтов к каждому пакету.

Для понимания сути протокола TCP можно представить игру в шахматы по переписке, когда двое участников разыгрывают одновременно десяток партий. Каждый ход записывается на отдельной открытке с указанием номера партии и номера хода. В этом случае между двумя партнерами через один и тот же почтовый канал работает как бы десяток соединений (по одному каналу на одну шахматную партию). Два компьютера, связанные между собой одним физическим соединением, могут точно так же поддерживать одновременно несколько TCP-соединений. Так, например, два промежуточных сетевых сервера могут одновременно по одной линии связи передавать друг другу в обе стороны множество TCP-пакетов от многочисленных клиентов.

Когда мы работаем в Интернете, то по одной единственной телефонной линии можем одновременно принимать документы из Америки, Австралии и Европы. Пакеты каждого из документов поступают порознь, с разделением во времени, и по мере поступления собираются в разные документы на основании имеющейся в них служебной информации.

Протокол IP (Internet Protocol). Суть IP - адресного протокола сети Интернет состоит в том, что у каждого участника Всемирной сети должен быть свой уникальный адрес (IP-адрес). Без этого нельзя говорить о точной доставке TCP-пакетов на нужное рабочее место. Этот адрес выражается очень просто - четырьмя байтами, например: 195.38.46.11. Структура IP-адреса организована так, что каждый компьютер, через который проходит какой-либо TCP-пакет, может по этим четырем числам определить, кому из ближайших "соседей" надо переслать пакет, чтобы он оказался "ближе" к получателю. В результате конечного числа перебросок TCP-пакет достигает адресата.

Слово "ближе" не случайно взято в кавычки. В данном случае оценивается не географическая "близость". В расчет принимаются условия связи и пропускная способность линий связи. Два компьютера, находящиеся на разных континентах, но связанные высокопроизводительной линией космической связи, считаются более "близкими" друг к другу, чем два компьютера из соседних поселков, связанные простым телефонным проводом. Решением вопросов, что считать "ближе", а что "дальше", занимаются специальные средства - маршрутизаторы. Роль маршрутизаторов в сети обычно выполняют специализированные компьютеры, но это могут быть и специальные программы, работающие на узловых серверах сети. В любом случае маршрутизация пакетов информации в сети Интернет производится автоматически, т.е без участия человека. Такой подход позволяет пересылать по сети Интернет огромные объёмы информации практически без ошибок адресации и потерь данных.

История и современное состояние сети Интернет

История Интернет

В начале семидесятых годов отдел Министерства обороны США, известный под названием ARPA (Агентство исследовательских проектов особой сложности), занимался проблемами поддержки и сохранения коммуникационного контроля в случае потери основных систем связи при ядерном взрыве, произведенном Советским Союзом. Следуя терминологии военных стратегов, опасения вызывала возможность «обезглавливающего» удара по национальному коммуникационному центру, который лишил бы военачальников связи с Американскими стратегическими силами и, тем самым, способности нанести ответный удар.

Единственным способом формирования такой компьютерной сети было особое соединение компьютеров, при котором коммуникация не зависела бы от какого-либо центрального сервера. При потере одного, нескольких или даже большей части компьютеров, подсистемы должны были продолжать работать, обеспечивая неотвратимость ответного удара.

В известном смысле это казалось нетрудной задачей. Каждое здание имеет систему электропроводки, при которой одна перегоревшая лампочка не влияет на работу других. Но с компьютерами это было невозможно. В американской компьютерной индустрии 1970х-80х годов разные производства выпускали массу компьютеров с различными оперативными системами (например, IBM, цифровые вычислительные машины, Microsoft и Apple), всевозможные устройства памяти с разными разрешающими возможностями. Пятьдесят компьютеров IBM могли быть успешно объединены в сеть IBM компьютеров, также как и пятьдесят отдельных компьютеров Макинтош, но пятьдесят IBM и пятьдесят Макинтошей было намного труднее объединить в сеть из ста компьютеров, способных на обмен информацией.

В 1957 году Министерство обороны США посчитало, что на случай войны Америке нужна надёжная система передачи информации. Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (DARPA) предложило разработать для этого компьютерную сеть. Разработка такой сети была поручена Калифорнийскому университету в Лос-Анджелесе, Стэнфордскому исследовательскому центру, Университету Юты и Университету штата Калифорния в Санта-Барбаре. Компьютерная сеть была названа ARPANET (англ. Advanced Research Projects Agency Network), и в 1969 году в рамках проекта сеть объединила четыре указанных научных учреждения. Все работы финансировались Министерством обороны США. Затем сеть ARPANET начала активно расти и развиваться, её начали использовать учёные из разных областей науки.

Некоторые историки Интернета ведут отсчет глобальной Сети с 1961 года, когда Леонард Кейнрок, нередко называемый отцом Интернета, опубликовал статью с изложением пакетной пересылки информации (packet switching theory). Сам же профессор считает, что первый значительный шаг в создании Интернета был сделан 2 сентября 1969 года в Калифорнийском университете (КУ), он вместе со своей командой успешно соединил компьютер с маршрутизатором (сетевое устройство передачи данных), известным под названием Interphase Message Processor, размером с холодильник. Первая же попытка соединить два компьютера в сеть закончилась неудачей. В интервью агентству Рейтер Леонард Клейнрок описал это следующим образом: 20 октября 1969 года группа компьютерщиков Калифорнийского университета решила соединить свой компьютер с компьютером в Стенфордском исследовательском институте (СИИ) на севере Калифорнии. Один ученый сидел за компьютером в КУ и разговаривал по телефону с ученым из СИИ. Когда все было соединено, первый должен был написать слово “log”, а специалист в СИИ в ответ должен был написать “in”, в результате чего должно было образоваться слово “login” (процедура идентификации пользователя при подключении к компьютеру по линии связи). Сидящий в КУ написал “l” и спросил по телефону коллегу в Стенфорде, получил ли тот букву. Ответ был положительный. Успешно была отправлена и буква “o”. Однако затем «все рухнуло». Но начало было положено. Поначалу сеть помогала лишь ученым пользоваться информацией, находящейся в компьютерах коллег в других центрах. Тогда еще никому не приходило в голову, каких масштабов достигнет Интернет. Однако профессор не считает, что он вместе с коллегами породил монстра.

Итак, первая проблема была связана с развитием программного обеспечения, способного объединить несколько сетей с разными оперативными системами. Вторая проблема заключалась в создании такого программного обеспечения, чтобы «сеть из сетей» могла продолжать функционирование даже в случае потери нескольких компьютеров. Решение этих двух проблем требовало огромного объема работы и талантливых специалистов, что, в конечном результате, привело к созданию протокола TCP/IP. Это название является аббревиатурой названия Transmission Control Protocol / Internet Protocol (протокол управления передачей / межсетевой протокол). Оба эти протокола работают совместно, в паре, являются взаимосвязанными протоколами сетевого уровня и транспортного уровня, предложенных в США Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов.

Среди преимуществ протокола TCP/IP – его крайне децентрализованная система. Ни правительство, ни корпорационные монополии не имеют контроль над работой программно-аппаратных комплексов, осуществляемых по этому протоколу. Соединение с Интернетом также не требует официального разрешения. Наоборот, как дикая земляника, ветви Интернета разрастаются горизонтально, демократично, в то время как новые региональные компьютерные службы Интернета (Internet Service Providers - ISPs) во всем мире покупают мощные серверы, устанавливают программное и аппаратное обеспечение, реализующее протокол TCP/IP, подсоединяются к другому TCP/IP компьютеру сети и предоставляют доступ к Интернету отдельным лицам и местным организациям. Интернет развивается так быстро, что его рост измеряется в процентах в месяц.

Первый сервер ARPANET был установлен 2 сентября 1969 года в Калифорнийском университете (Лос-Анджелес). Компьютер Honeywell DP-516 имел 24 Кб оперативной памяти.

29 октября 1969 года в 21:00 между двумя первыми узлами сети ARPANET, находящимися на расстоянии в 640 км — в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса (UCLA) и в Стэнфордском исследовательском институте (SRI) — провели сеанс связи. Чарли Клайн (Charley Kline) пытался выполнить удалённое подключение из Лос-Анджелеса к компьютеру в Стэнфорде. Успешную передачу каждого введённого символа его коллега Билл Дювалль (Bill Duvall) из Стэнфорда подтверждал по телефону.

В первый раз удалось отправить всего три символа «LOG», после чего сеть перестала функционировать. LOG должно было быть словом LOGIN (команда входа в систему). В рабочее состояние систему вернули уже к 22:30, и следующая попытка оказалась успешной. Именно эту дату можно считать днём рождения Интернета.

К 1971 году была разработана первая программа для отправки электронной почты по сети. Эта программа сразу стала очень популярна.

В 1973 году к сети были подключены через трансатлантический телефонный кабель первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии, сеть стала международной.

В 1970-х годах сеть в основном использовалась для пересылки электронной почты, тогда же появились первые списки почтовой рассылки, новостные группы и доски объявлений. Однако в то время сеть ещё не могла легко взаимодействовать с другими сетями, построенными на других технических стандартах. К концу 1970-х годов начали бурно развиваться протоколы передачи данных, которые были стандартизированы в 1982—1983 годах. Активную роль в разработке и стандартизации сетевых протоколов играл Джон Постел. 1 января 1983 года сеть ARPANET перешла с протокола NCP на TCP/IP, который успешно применяется до сих пор для объединения (или, как ещё говорят, «наслоения») сетей. Именно в 1983 году термин «Интернет» закрепился за сетью ARPANET.

В 1984 году была разработана система доменных имён (англ. Domain Name System, DNS).

В 1984 году у сети ARPANET появился серьёзный соперник: Национальный научный фонд США (NSF) основал обширную межуниверситетскую сеть NSFNet (англ. National Science Foundation Network), которая была составлена из более мелких сетей (включая известные тогда сети Usenet и Bitnet) и имела гораздо бо́льшую пропускную способность, чем ARPANET. К этой сети за год подключились около 10 тыс. компьютеров, название «Интернет» начало плавно переходить к NSFNet.

В 1988 году был разработан протокол Internet Relay Chat (IRC), благодаря чему в Интернете стало возможно общение в реальном времени (чат).

В 1989 году в Европе, в стенах Европейского совета по ядерным исследованиям (ЦЕРН) родилась концепция Всемирной паутины. Её предложил знаменитый британский учёный Тим Бернерс-Ли, он же в течение двух лет разработал протокол HTTP, язык HTML и идентификаторы URI (последовательности символов, идентифицирующие тот или иной абстрактный или физический ресурс). Соавтор Тима Бернерса-Ли по формулировке целей и задач проекта World Wide Web в ЦЕРН, бельгийский исследователь Роберт Кайо, позднее отметил, что для создания Всемирной паутины (WWW) ключевыми стали два важнейших изобретения: гипертекст (протокол HTTP, язык HTML) и Интернет-протокол TCP/IP.

В 1990 году сеть ARPANET прекратила своё существование, полностью проиграв конкуренцию NSFNet. В том же году было зафиксировано первое подключение к Интернету по телефонной линии (т.н. «дозво́н», англ. dialup access).

В 1991 году Всемирная паутина (WWW) стала общедоступна в Интернете, а в 1993 году появился знаменитый веб-браузер NCSA Mosaic, позволявший пользователям осуществлять поиск информации во Всемирной паутине.

Сочетание веб-протокола от Тима Бернерс-Ли, который обеспечивал коммуникацию, и браузера (Mosaic) от Марка Андриссена, который предоставил функционально совершенный пользовательский интерфейс, создало условия для широкого использования Всемирной паутины в Интернете непрофессионалами в программировании. За первые 24 месяца, истекшие после появления браузера Моsaic, Web прошел стадию от полной неизвестности (за пределами считанного числа людей внутри узкой группы ученых и специалистов лишь одного мало кому известного профиля деятельности) до полной и абсолютно везде в мире его распространенности.

В 1995 году NSFNet вернулась к роли исследовательской сети, маршрутизацией всего трафика Интернета теперь занимались сетевые провайдеры, а не суперкомпьютеры Национального научного фонда.

В том же 1995 году Всемирная паутина стала основным поставщиком информации в Интернете, обогнав по трафику протокол пересылки файлов FTP. Был образован Консорциум Всемирной паутины (W3C). Можно сказать, что Всемирная паутина преобразила Интернет и создала его современный облик, обеспечила общедоступность информации в этой глобальной сети. С 1996 года Всемирная паутина почти полностью подменяет собой понятие «Интернет».

В 1990-е годы Интернет объединил в себе большинство существовавших тогда сетей (хотя некоторые, как Фидонет, остались обособленными). Объединение выглядело привлекательным благодаря отсутствию единого руководства, а также благодаря открытости технических стандартов Интернета, что делало сети независимыми от бизнеса и конкретных компаний. К 1997 году в Интернете насчитывалось уже около 10 млн компьютеров, было зарегистрировано более 1 млн доменных имён. Интернет стал очень популярным средством для обмена информацией.

В настоящее время подключиться к Интернету можно через спутники связи, радио-каналы, кабельное телевидение, телефон, сотовую связь, специальные оптико-волоконные линии или электропровода. Всемирная сеть стала неотъемлемой частью жизни в развитых и развивающихся странах.

Интернет сегодня

Эволюция Интернет еще не закончена. Фактически, его история только начинается. Как массовое явление Интернет существует всего четыре года, и за этот рекордно короткий срок она уже стала неотъемлемой частью жизни доброй сотни миллионов людей на планете.

В декабре 2000 года ирландская компания NUA сообщила следующие данные: число пользователей Интернет на конец года превысило 410 млн. чел. Из них в США и Канаде проживают 168 млн., еще 113 — в Европе, около 109 млн. приходится на долю Азии и Африки. Примерно к 2003 году число пользователей Интернет достигло одного миллиарда, наибольший рост численности его пользователей происходил в быстро развивающихся странах Юго-Восточной Азии, Китае и России.

К концу 2011 года число пользователей, регулярно использующих Интернет, составило около 2,3 млрд человек.

В 2001 году число российских пользователей Сети, по данным агентства Monitoring.Ru (http://www.monitoring.ru) превысило 12 миллионов человек, из которых около 3 миллионов пользуются Сетью ежедневно. Самая активная часть аудитории, работающая в Интернет около 3 часов в день, составляет не более 1,4 миллиона человек, 70% из которых живут в Москве и Петербурге.

Число Интернет-сайтов, по данным сайта Domain statistics (http: 7/www.domainstats.com). по состоянию на конец 2000 года превысило 34 миллиона. Стоит учесть, что в феврале 1997 года, по оценкам той же службы, число серверов составляло всего лишь около 700 тыс. Российская же часть Интернета (или Рунет), по данным одного из крупнейших поисковых серверов Yandex, включала около 240 тыс. сайтов общим объемом 133 Гбайт.

Рунет

Рунет - это русскоязычная часть всемирной сети Интернет. Более узкое определение гласит, что Рунет — это часть Всемирной паутины, принадлежащая к национальным доменам.su,.ru и.рф. Следует понимать, что Рунет не расположен на территории России, потому что серверы с соответствующими доменными адресами могут располагаться по всему миру.

1987-1994 годы стали ключевыми в зарождении русскоязычного Интернета. 28 августа 1990 года профессиональная научная сеть, выросшая в недрах Института атомной энергии им. И. В. Курчатова и ИПК Минавтопрома и объединившая учёных-физиков и программистов, соединилась с мировой сетью Интернет, положив начало современным российским сетям. 19 сентября 1990 года был зарегистрирован домен первого уровня.su в базе данных Международного информационного центра InterNIC. В результате этого Советский Союз стал доступен через Интернет. 7 апреля 1994 года в InterNIC был зарегистрирован российский домен.ru.

Домен «.рф» (Российская Федерация), позволяющий использовать в адресе URL кириллические символы, делегирован в корневой зоне DNS 12 мая 2010 года около 17:20 по московскому времени. По статистике Технического центра «Интернет», на конец 2010 года в зоне.рф зарегистрировано около 700 тыс. доменов, около 350 тыс. из них делегировано. По данным Координационного центра национального домена сети Интернет, из доменных имен в зоне.рф, зарегистрированных к настоящему времени, только 8% представляют собой общеупотребительные слова русского языка. Ещё 30% образованы несколькими словами, все остальные домены представляют собой имена людей, литературных персонажей, названий компаний. Подавляющее большинство имен принадлежит владельцам товарных знаков. Почти половина имен была зарегистрирована в Москве, ещё 9% — в Московской области, 8% — в Санкт-Петербурге.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2019-05-20; просмотров: 571; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.94.150.98 (0.046 с.)