Реферат: Интернет: административное устройство и структура глобальной сети

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПЯТИГОРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра вычислительной техники и физико-математическихдисциплин

РЕФЕРАТпо дисциплине: «Компьютерные системы и сети» на тему:«Интернет: административное устройствои структура глобальной сети»

Выполнил: студентка группы ФК-961 Юлина Ю.Ю.

Проверил: Санкин А.В.

г. Пятигорск

1997 г.

Краткое историческое введение

Около20 лет назад Министерство Обороны США создало сеть, которая явилась предтечейInternet, — она называлась ARPAnet. ARPAnet была экспериментальной сетью, — онасоздавалась для поддержки научных исследований в военно-промышленной сфере, — вчастности, для исследования методов построения сетей, устойчивых к частичнымповреждениям, получаемым, например, при бомбардировке авиацией и способных втаких условиях продолжать нормальное функционирование. Это требование дает ключк пониманию принципов построения и структуры Internet. В модели ARPAnet всегдабыла связь между компьютером-источником и компьютером-приемником (станциейназначения). Сеть a priori предполагалась ненадежной: любая часть сети можетисчезнуть в любой момент.

Насвязывающиеся компьютеры — не только на саму сеть — также возложенаответственность обеспечивать налаживание и поддержание связи. Основной принципсостоял в том, что любой компьютер мог связаться как равный с равным с любымдругим компьютером.

Передачаданных в сети была организована на основе протокола Internet — IP. Протокол IP- это правила и описание работы сети. Этот свод включает правила налаживания иподдержания связи в сети, правила обращения с IP-пакетами и их обработки,описания сетевых пакетов семейства IP (их структура и т.п.). Сеть задумываласьи проектировалась так, чтобы от пользователей не требовалось никакой информациио конкретной структуре сети. Для того, чтобы послать сообщение по сети,компьютер должен поместить данные в некий ``конверт'', называемый, например,IP, указать на этом ``конверте'' конкретный адрес в сети и передатьполучившиеся в результате этих процедур пакеты в сеть.

Этирешения могут показаться странными, как и предположение о ``ненадежной'' сети,но уже имеющийся опыт показал, что большинство этих решений вполне разумно иверно. Пока Международная Организация по Стандартизации (Organization forInternational Standartization — ISO) тратила годы, создавая окончательныйстандарт для компьютерных сетей, пользователи ждать не желали. АктивистыInternet начали устанавливать IP-программное обеспечение на все возможные типыкомпьютеров. Вскоре это стало единственным приемлемым способом для связиразнородных компьютеров. Такая схема понравилась правительству и университетам,которые проводят политику покупки компьютеров у различных производителей.Каждый покупал тот компьютер, который ему нравился и вправе был ожидать, чтосможет работать по сети совместно с другими компьютерами.

Примерно10 лет спустя после появления ARPAnet появились Локальные Вычислительные Сети(LAN), например, такие как Ethernet и др. Одновременно появились компьютеры,которые стали называть рабочими станциями. На большинстве рабочих станций былаустановлена Операционная Система UNIX. Эта ОС имела возможность работы в сети спротоколом Internet (IP). В связи с возникновением принципиально новых задач иметодов их решения появилась новая потребность: организации желали подключитьсяк ARPAnet своей локальной сетью. Примерно в то же время появились другиеорганизации, которые начали создавать свои собственные сети, использующиеблизкие к IP коммуникационные протоколы. Стало ясно, что все только выигралибы, если бы эти сети могли общаться все вместе, ведь тогда пользователи изодной сети смогли бы связываться с пользователями другой сети.

Однойиз важнейших среди этих новых сетей была NSFNET, разработанная по инициативеНационального Научного Фонда (National Science Foundation — NSF), аналоганашего Министерства Науки. В конце 80-х NSF создал пять суперкомпьютерныхцентров, сделав их доступными для использования в любых научных учреждениях.Было создано всего лишь пять центров потому, что они очень дороги даже длябогатой Америки. Именно поэтому их и следовало использовать кооперативно.Возникла проблема связи: требовался способ соединить эти центры и предоставитьдоступ к ним различным пользователям. Сначала была сделана попытка использоватькоммуникации ARPAnet, но это решение потерпело крах, столкнувшись с бюрократиейоборонной отрасли и проблемой обеспечения персоналом.

ТогдаNSF решил построить свою собственную сеть, основанную на IP технологии ARPAnet.Центры были соединены специальными телефонными линиями с пропускнойспособностью 56 Kbps (7 KB/s). Однако, было очевидно, что не стоит даже ипытаться соединить все университеты и исследовательские организации непосредственнос центрами, т.к. проложить такое количество кабеля — не только очень дорого, нопрактически невозможно. Поэтому решено было создавать сети по региональномупринципу. В каждой части страны заинтересованные учреждения должны былисоединиться со своими ближайшими соседями. Получившиеся цепочки подсоединялиськ суперкомпьютеру в одной из своих точек, таким образом суперкомпьютерныецентры были соединены вместе. В такой топологии любой компьютер мог связаться слюбым другим, передавая сообщения через соседей.

Эторешение было успешным, но настала пора, когда сеть уже более не справлялась свозросшими потребностями. Совместное использование суперкомпьютеров позволялоподключенным общинам использовать и множество других вещей, не относящихся ксуперкомпьютерам. Неожиданно университеты, школы и другие организации осознали,что заимели под рукой море данных и мир пользователей. Поток сообщений в сети(трафик) нарастал все быстрее и быстрее пока, в конце концов, не перегрузилуправляющие сетью компьютеры и связывающие их телефонные линии. В 1987 г.контракт на управление и развитие сети был передан компании Merit Network Inc.,которая занималась образовательной сетью Мичигана совместно с IBM и MCI. Стараяфизически сеть была заменена более быстрыми (примерно в 20 раз) телефоннымилиниями. Были заменены на более быстрые и сетевые управляющие машины.

Процесссовершенствования сети идет непрерывно. Однако, большинство этих перестроекпроисходит незаметно для пользователей. Включив компьютер, вы не увидитеобъявления о том, что ближайшие полгода Internet не будет доступна из-замодернизации. Возможно даже более важно то, что перегрузка сети и ее усовершенствованиесоздали зрелую и практичную технологию. Проблемы были решены, а идеи развитияпроверены в деле.

Важноотметить то, что усилия NSF по развитию сети привели к тому, что любой желающийможет получить доступ к сети. Прежде Internet была доступна только дляисследователей в области информатики, государственным служащим и подрядчикам.NSF способствовал всеобщей доступности Internet по линии образования, вкладываяденьги в подсоединение учебного заведения к сети, только если то, в своюочередь, имело планы распространять доступ далее по округе. Таким образом,каждый студент четырехлетнего колледжа мог стать пользователем Internet.

Ипотребности продолжают расти. Большинство таких колледжей на Западе ужеподсоединено к Internet, предпринимаются попытки подключить к этому процессусредние и начальные школы. Выпускники колледжей прекрасно осведомлены опреимуществах Internet и рассказывают о них своим работодателям. Вся эта деятельностьприводит к непрерывному росту сети, к возникновению и решению проблем этогороста, развитию технологий и системы безопасности сети.

Административное устройство Internet

Internetпо организации во многом напоминает церковь. Это организация с полностьюдобровольным участием. Управляется она чем-то наподобие совета старейшин,однако, у Internet нет патриарха, президента или Папы. Составляющие сети могутиметь своих президентов или аналогичных вождей, но это совсем другое дело; вInternet нет единственной авторитарной фигуры.

Высшаявласть, где бы Internet ни была, остается за ISOC (Internet Society). ISOC — общество с добровольным членством. Его цель — способствовать глобальному обменуинформацией через Internet. Оно назначает совет старейшин, который отвечает затехническую политику, поддержку и управление Internet.

Советстарейшин представляет собой группу приглашенных добровольцев, называемую IAB(Совет по архитектуре Internet.). IAB регулярно собирается, чтобы``благословить'' стандарты и распределить ресурсы, такие, например, как адреса.Internet работает, поскольку имеются стандартные способы общения между компьютерамии прикладными программами. Это позволяет компьютерам разного типа связыватьсябез особых проблем. IAB ответственен за стандарты; он решает, когда стандартнеобходим и каким ему следует быть. Когда требуется стандарт, совет рассматриваетпроблему, принимает стандарт и по сети оповещает о нем мир. IAB также следит заразличными номерами (и другими вещами), которые должны оставаться уникальными.Например, каждый компьютер в Internet имеет свой уникальный 32-разрядныйдвоичный адрес; никакой другой компьютер не имеет такого же. Как присваиваетсяэтот адрес? IAB заботится о такого рода проблемах. Он не присваивает адресовсамолично, но разрабатывает правила, как эти адреса присваивать.

Пользователи Internet высказывают свои жалобы ипредложения на встречах IETF (Оперативного инженерного отряда Internet). IETF — это другая добровольная организация; также собирается регулярно, чтобы обсудитьтекущие эксплуатационные и назревающие технические проблемы. При обсуждениидостаточно важной проблемы IETF создает рабочую группу для ее дальнейшегоисследования. (На практике ``достаточно важная'' обычно означает, что длярабочей группы находится достаточное количество добровольцев). Посещать встречиIETF и состоять в рабочих группах могут все; главное, чтобы люди работали,дело-то добровольное. Рабочие группы имеют различные функции: это может бытьвыпуск документации, выработка стратегии действий при возникновении проблем,стратегические исследования, разработка новых стандартов и протоколов,доработка уже существующих (например, изменение значений отдельных полей).Рабочая группа обычно выпускает доклад. В зависимости от вида рекомендации, этоможет быть просто документацией и быть доступной для любого желающего, чтоможет быть принято добровольно как здравая идея, или же это может быть посланов IAB и быть объявленной стандартом.

Еслинекая сеть принимает учение Internet, присоединяется к ней и считает себя еечастью, тогда она и является частью Internet. Возможно ей многое покажетсянеразумным, странным, сомнительным — она может поделиться своими сомнениями сIETF. Некоторые жалобы-предложения могут оказаться вполне разумными и, возможно,Internet соответственно изменится. Что-то может показаться просто делом вкусаили традиции, тогда эти возражения будут отклонены. Если сеть делает что-либо,что может навредить Internet, она может быть исключена из сообщества до техпор, пока она не исправится.

СейчасInternet состоит из более чем 12 тысяч объединенных между собой сетей.

Финансы

ЗаInternet никто централизовано не платит; нет такой организации как InternetInc., которая собирает плату со всех сетей Internet или пользователей. Вместоэтого каждый платит за свою часть. NSF платит за содержание NSFNET. NASA платитза Научную Сеть NASA (NASA Science Internet). Представители сетей собираютсявместе и решают, как им соединяться друг с другом и содержать эти взаимосвязи.Колледж или корпорация платит за ее подключение к некоторой региональной сети,которая в свою очередь платит за свой доступ сетевому владельцу государственногомасштаба.

Как структура Internet сказывается на Пользователе?

То,что Internet не сеть, а собрание сетей, мало как сказывается на конкретном пользователе.Для того, чтобы сделать что-нибудь полезное (запустить программу или добратьсядо каких-либо единственных в своем роде данных), пользователю не надозаботиться о том, как эти составляющие сети содержатся, как они взаимодействуюти поддерживают межсетевые связи.

Рассмотримдля наглядности телефонную сеть — тоже в некотором роде Internet. МинистерствоСвязи России, Pacific Bell, AT&, MCI, British Telecom, Telefon's de Mexicoи т.д., — все это отдельные корпорации, которые обслуживают разные телефонныесистемы. Они же заботятся о совместной работе, о создании объединенной сети;все, что вам нужно сделать, где бы на планете вы ни находились и куда бы вы низвонили, — это набрать номер. Если забыть о цене и рекламе, вам должно бытьсовершенно все равно, с кем вы имеете дело: с МСI, AT& или МинистерствомСвязи. Снимаете трубочку, нажимаете кнопочки (крутите диск) и говорите.

Вас,как пользователя, заботит только, кто занимается вашими заявками, когда появляютсяпроблемы. Если что-либо перестает работать, только одна из соответствующихкомпаний может исправить это. Они общаются друг с другом по проблемнымвопросам, но каждый из владельцев сетей ответственен за проблемы, возникающиена его собственном участке системы, за сервис, который эта сеть предоставляетсвоим клиентам.

Этоже верно и для Internet. Каждая сеть имеет свой собственный сетевой эксплуатационныйцентр (NOC). Каждый такой рабочий центр связан с другими и знает, как разрешитьразличные возможные проблемы. Ваш регион имеет соглашение с одной изсоставляющих сетей Internet и ее забота состоит в том, чтобы люди вашегорегиона были довольны работой сети. Так что, если что-то испортится, NOC и естьта самая организация, с кого за это спросят, кого за это будут бить.

Архитектурасетевых протоколов TCP/IP, на базе которых построена Internet, предназначенаспециально для объединенной сети. Сеть может состоять из совершенно разнородныхподсетей, соединенных друг с другом шлюзами. В качестве подсетей могутвыступать самые разные локальные сети (Token Ring, Ethernet, пакетные радиосетии т.п.), различные национальные, региональные и специализированные сети(например, HEPnet), а также другие глобальные сети, такие, например, как Bitnetили Sprint. К этим сетям могут подключаться машины совершенно разных типов.Каждая из подсетей работает в соответствии со своими специфическими требованиямии имеет свою природу связи, сама разрешает свои внутренние проблемы. Однако,предполагается, что каждая подсеть может принять пакет информации и доставитьего по указанному адресу в этой конкретной подсети. Все же не требуется, чтобыподсеть гарантировала доставку пакетов и имела надежный сквозной протокол (протоколработы сети в качестве посредника при передаче сообщений между двух внешнихсетей). Природа такого послабления вам станет ясна позже.

Такимобразом, две машины, подключенные к одной подсети, могут напрямую обмениватьсяпакетами, а если возникает необходимость передать сообщение машине в другойподсети, то вступают в силу межсетевые соглашения, для чего подсети используютсвой межсетевой язык — протокол IP; они передают сообщение по определеннойцепочке шлюзов и подсетей, пока оно не достигнет нужной подсети, где оно ибудет доставлено непосредственно получателю. Другими словами, пользователя всяэта кухня совершенно не заботит. Как и в примере с телефонной сетью, котораяпредставляется ему единой большой сетью, а не множеством сетей, для него всеэто пестрое сборище разнородных и иногда несовместимых между собой сетейпредставляется одной сетью — ``Сетью сетей'' — Internet.

Потенциальные пользователи

Комуже может быть столь полезна Internet и каким образом? Что так способствует ееразвитию?

ПолезностьInternet повышалась вместе с развитием вычислительной техники с запаздываниемпримерно в 10 лет. В конце 80-х годов появление персональных компьютеров перенеслоинформатику из царства знатоков к широкой публике. Internet в ходе своегоразвития и повсеместного распространения занимается именно таким переносом.

Internet,как и вычислительная техника, совершила переход от забавы экспертов кинструменту ежедневного пользования. И сам процесс перехода был совершенноаналогичен. Сеть постепенно становилась проще в использовании, частично потомучто оборудование стало лучше, а частично потому, что сама стала скорее инадежнее. И самые смелые из тех, кто сначала не решались связываться сInternet, начали ее использовать. Эти новые пользователи породили огромнуюпотребность в новых ресурсах и лучшем инструментарии. Улучшались старыесредства, появлялись новые, предназначенные для доступа к новым ресурсам, чтооблегчало использование сети. И вот уже другая группа людей стала пониматьпользу Internet. Процесс повторялся. Этот круговорот продолжает развиваться ипо сей день.

Вобщем, все пользователи Internet ищут одного: общения и информации. И они находятэто среди людей и компьютеров. Легко позабыть о людских ресурсах Internet, ноони очень важны, так же, как и доступные компьютеры. Internet — миролюбивая идружелюбная страна. Здесь можно встретить таких же людей, как вы сами. Вы,несомненно, потенциальный пользователь сети, если, например, вы:

— Биолог, которому потребовалась карта генома дрозофиллы;

— Чань-буддист в стане пан-исламистов, ищущий какое-либо духовное товарищество и понимание;

— Эстетствующий интеллектуал, поклонник классики и рока, кому осточертела поп-«музыка''в эфире;

— Психолог или психотерапевт, желающий обсудить тонкие моменты отношений тайныисповеди с законом в очень специфическом случае.

Итак далее. Всем этим людям Internet предоставляет великолепную возможность найтиединомышленников. Можно — на самом деле, даже очень легко – найти электронныйдискуссионный клуб почти по любой теме (их сейчас всего около полутора тысяч),или начать новую дискуссию и встать у истоков нового клуба, который никто досих пор не догадался создать.

Internetоткрывает этим людям также и доступ к компьютерным ресурсам. Лектор общества``Знание'' может связаться с компьютером NASA, который предоставит емуинформацию о прошлом, настоящем и будущем космической науки и программы США.Священник может найти Библию, Коран, Тору, чтобы процитировать нужные отрывки.Юрист может вовремя найти копии докладов на заседаниях Верховного Суда США поделу ``Иран-контрас''. Восьмиклассница может обсудить музыкальную лирику В.Цояс ровесниками или выступить экспертом среди новичков, ведь только она ипонимает лирику по-настоящему.

Иэто только начало. Несомненно, в конечном счете, все придут к пониманию того,что наступает Эра Информации; потребность в ней возрастает и будет возрастатьлавинообразно, количество потребителей тоже. Никуда от этого не деться. Безнадежной и оперативной информации нельзя идти в ногу со временем, развиватьнауку и технику на уровне лучших мировых образцов. И все мы, все до единого, — потенциальные пользователи глобальной информационной сети.

еще рефераты
Еще работы по компьютерным сетям