Internet – это обширная, разветвленная сеть, объединяющая компьютеры, расположенные в самых отдаленных точках Земли. Оценить размеры этой глобальной паутины сетей невозможно. Согласно некоторым источникам Internet охватила более 100 стран и объединила 50 тыс. отдельных сетей; к Internet подключены более пяти млн. компьютеров и зарегистрировано более 30 млн. пользователей! Авторы последних обзоров попытались оценить размеры сети, посылая запросы на серверы. Результаты таковы: в Internet активно работают примерно 22 млн. пользователей, среди них поставщики услуг и абоненты, использующие такие средства, как Mosaic, Telnet и FTP2. Конкретные цифры различаются между собой, и это неудивительно. Легко попасть в затруднение, когда новые данные о росте Internet появляются почти так же быстро, как и новые серверы.
Но если мы точно не знаем, какое количество людей пользуется Internet, то, по крайней мере, точно знаем его историю. В 1985 г. Internet включала в себя приблизительно 100 сетей. К 1989 г. их число увеличилось до 500. В январе 1990 г. были зарегистрированы 2218 сетей, связанных между собой. В июне 1991 г. NSFNIT (National Science Foundation Network Information Center – Центр сетевой информации Национального научного фонда США) оценил количество сетей на уровне четырёх тысяч, с тех пор размеры сети увеличились более чем в десять раз. Если экстраполировать эти цифры, исходя из текущей скорости роста, то можно ожидать, что к концу 1999 г. Internet охватит около 180 млн. человек. В настоящее время темпы роста составляют 100% ежегодно.
Сопоставьте эти данные с 150-200 млн. персональных компьютеров, установленных во всем мире и нам откроется потрясающая возможность развития сетевых коммуникаций. Домашние компьютеры редко объединяются в сеть. Но многие пользователи хотели бы иметь доступ к ресурсам Internet и дома, и на работе. Решение проблемы – модем и соединение по телефонной линии.
До недавнего времени доступ в Internet был затруднен, но рост числа поставщиков услуг в сети заметно изменил ситуацию. Сейчас большинство провайдеров предоставляет полный набор услуг Internet. Коммерческие сети, такие как CompuServe и America Online, также предоставляют подключение к Internet. Еще в апреле 1995 г. CompuServe реализовала доступ к своим узлам через PPP (Point –to- Point Protocol- протокол узел-узел), с этого момента телефонный номер CompuServe обеспечивал прямой доступ в Internet. До этого времени CompuServe предоставляла основные услуги Internet, такие как FTP (File Transfer Protocol-протокол передачи файлов) и телеконференции UseNet (дискуссии практически на любую тему), которые были доступны абонентам через шлюзы.
-1-
America Online также энергично вступила в бой. Уже имея опыт в области электронной почты и UseNet, она быстро начала осваивать рынок услуг World Wide Web. Новая гипертекстовая среда, логически связавшая между собой данные, часто расположенные на разных континентах, стала самой лучшей приманкой для новых пользователей Internet. Рост числа абонентов World Wide Web происходит быстрее, чем рост самой Internet. На сегодняшний день доступны около 30 тыс. Web-серверов, а число новых Web-страниц ежемесячно увеличивается на 20%. В дальнейшем темпы роста числа пользователей не собираются снижаться, это справедливо как для коммерческих сетей, так и для провайдеров предоставляющих доступ в режиме shell (доступ через оболочку UNIX).
Производят впечатление и перемены в методах доступа. По мере возрастания интереса к использованию в сеансах Internet графического интерфейса, позволяющего оперировать выпадающим меню и мышью, провайдеры стали снижать цены на соединение, позволяющие использовать данные программы. Цены на подключение по SLIP (Serial Line Internet Protocol – межсетевой протокол последовательного канала) и PPP стали снижаться, и основная масса пользователей поняли, что возможность применения тех или иных инструментальных средств зависит от того, каким способом они подключены к сети. Сегодня оба метода доступа существуют в Internet « на равных », а программы с графическим интерфейсом становятся все более популярны.
Краткая история Internet
Поначалу ничто не предвещало, что Internet станет общедоступной компьютерной сетью. Как и многие другие великие идеи, “сеть из сетей” возникла из проекта, предназначавшегося совершенно для других целей: сеть была разработана в 1969 г. управлением ARPA (Advanced Research Projects Agency – управление перспективных исследований и разработок) при министерстве обороны США и называлась ARPANET.
ARPANET объединяла учебные заведения, оборонные организации и их подрядчиков; она была создана в помощь исследователям для совместного использования информации. Первоначально основатели ARPANET позволяли ученым только запускать программы на удаленных компьютерах. Но сеть росла, и скоро к этим возможностям прибавились передача файлов, электронная почта и списки почтовой рассылки, позволявшие исследователям обмениваться информацией по различным темам.
Но по мере роста ARPANET развивались и другие сети, и вскоре стала очевидной потребность в новых средствах их связи. Еще в 1973 г., в эпоху мэйнфреймов, за десятилетие до начала бурного внедрения персональных
-2-
компьютеров, агентство ARPA под своим новым названием DARPA (Defense Advanced Project Agency – управление перспективных исследований и разработок Министерства обороны США) начало осуществлять программу Internetting Project (проект объединения сетей). Его целью было освоить коммутацию пакетов двух сетей, подключенных к ARPANET; используя при этом радио- и спутниковую связь. Главной проблемой при этом было различие методов передачи данных, использовавшихся каждой сетью, и решена она была путем создания так называемых шлюзов, позволяющих информации беспрепятственно перемещаться из одной сети в другую.
Возникновение Internet
В 1983 г. Агентство связи Министерства обороны США приняло решение использовать протоколы TCP/IP на всех узловых машинах ARPANET. Таким образом, был установлен стандарт, благодаря которому смогла развиваться сеть Internet. С этого момента стало возможным подключать новые сети и устанавливать шлюзы, сохраняя неименным при этом основное ядро сети. Многие считают что реальная дата возникновения Internet – 1983 г., когда ARPANET была разделена на MILNET, предназначавшуюся для использования в военных целях, и ARPANET – для продолжения исследований в области сетей. Но еще в 1980 г. агентство DARPA разрешило подключить к APRANET сеть CSNET, соединяющую компьютеры научных учреждений нескольких штатов.
В 1989 г. CSNET была преобразована в BITNET, а в июне 1990 г. ARPANET прекратило свое существование, и ее функции перешли к Internet, отличающейся более развитой структурой. На этом этапе был окончательно принят основной принцип развития Internet: объединение сетей на базе использования общей системы протоколов, и поддержание постоянно растущей мета сети, подключая через шлюзы новые сети. Этот принцип был детально разработан National Science Foundation (Национальным научным фондом), практически применившим ARPANET при создании своей сети.
Структура Internet
Для того чтобы понять, что же такое Internet обратимся к его определению в литературе. В своей книге The Matrix; Computer Networks and Conferencing Systems World Wide (Digital PRESS, 1990) Джон С. Квотерман (Jon S. Quarterman) описывает Internet как « интерсеть, состоящую из многих сетей, которые работают на базе протоколов семейства TCP/IP…, объединены через шлюзы и используют единое адресное пространство и пространство имен ».
Итак, по определению Internet базируется на TCP/IP. А как же тогда насчет
-3-
сетей, функционирующих под управлением других протоколов, с которыми можно связаться через Internet? Научная сеть BITNET, многие ресурсы которой доступны через Internet, использует свои собственные протоколы. Аналогично обстоит дело и с UUCP, с которой началось UseNet. Несмотря на то, что UseNet не использует TCP/IP, в ее телеконференциях обычно участвуют абоненты Internet.
Как быть с такими несоответствиями? Чтобы понять, с чем мы имеем дело и получать от этого пользу, рассмотрим подробнее то, что Квотерман вслед за писателем-фантастом Вильямом Гибсоном (William Gibson) называет Matrix. « « Matrix – всемирная метасеть, соединяющая компьютерные сети и системы средств проведения телеконференций. Она предлагает все те услуги, которые обычно вы получаете с помощью своих телефонов, почтовых отделений и библиотек, и, кроме того, такие возможности, о которых вы даже не мечтали раньше » (Квотерман).
Что это за метасеть, описанная Квотерманом: может быть это Internet? Что мы подразумеваем под доступом к Internet и другим сетям, подключенным к ней через шлюзы? Рассмотрим на примере BITNET. Несмотря на то, что структура BITNET далеко не соответствует принципам построения Internet, нам не потребуется специальное подключение к этой сети: технология Internet обеспечивает доступ примерно к трем четвертям списков почтовой рассылки BITNET. Но это еще не все. Основная часть трафика BITNET направляется по соединениям, работающим на базе протоколов TCP/IP, что значительно увеличивает скорость передачи.
Если проанализировать ресурсы отдельных сетей, то можно увидеть, что диапазон применяемых инструментальных средств чрезвычайно широк. В частности, для чтобы найти нужные данные в Internet, можно использовать различные средства, однако поиск баз данных с помощью, например WAIS (Wide Area Information Servers – служба поиска распределенной информации) очень отличается от поиска файлов с применением протоколов BITNET. Нельзя этому удивляться; это неизбежный результат разнообразия сетей, составляющих Internet. Наша технология еще недостаточно развита, чтобы объединить различные методы получения информации под одним интерфейсом, и вряд ли это произойдет быстро, однако понятие URL в World Wide Web – определенный шаг в этом направлении.
Три главных применения Internet
Нам не надо знать тонкости функционирования TCP/IP. Как увидим далее, работать с пользовательскими программами Internet совсем не трудно.
Пользователи, работающие с электронными досками объявлений (BBC) и
-4-
коммерческими диалоговыми службами, привыкли получать от своих поставщиков определенный набор услуг; Internet предоставляет их по-своему через протоколы TCP/IP. Ниже рассмотрим, как Internet реализует эти основные функции.
Электронная почта
Электронная почта – наиболее простая и зачастую самая полезная. Многие пользователи Internet имеют дело исключительно с электронной почтой, и все равно считают ее бесценным ресурсом. Вы можете отправлять сообщения одному или нескольким людям, пересылать текстовые файлы, получать информацию от автоматизированных компьютерных программ и т.д. Несмотря на то, что никто не откажется иметь полный доступ к Internet, бывают случаи, когда для удовлетворения самых насущных информационных потребностей вполне хватает одной электронной почты.
Не так давно шлюзы для электронной почты были единственной формой доступа к Internet, предоставлявшейся крупными коммерческими диалоговыми системами. В те дни многими овладела захватывающая идея: работать с Internet через электронную почту. Выполнение этой задачи позволило бы получать реальные сетевые услуги, включая работу с WAIS, Gopher и World Wide Web, не имея ничего, кроме почтового ящика.
Но нельзя недооценивать электронную почту в своей простейшей форме; это средство для обмена сообщениями или использования списков почтовой рассылки для людей, интересующихся общей тематикой. Если использовать электронную почту ежедневно, переписываясь с людьми, живущими на соседней улице или другом полушарии, то через месяц или два вы будете удивлены, как же вы раньше так долго могли обходиться без нее. По иронии судьбы в начале существования ARPANET электронная почта считалась незначительным приложением к тем возможностям, которые предоставляла сеть. Никто не ожидал возникновения огромного потока информации, появившегося в тот период, когда ученые стали обмениваться своими идеями с территориально отделенными коллегами. Сегодня наличие электронной почты воспринимается как нечто само собой разумеющееся всеми – от небольших компаний с офисными сетями до гигантских корпораций, имеющих свои отделения по всему миру. Таким же стремительным был рост электронной почты в коммерческих сетях, многие абоненты которых пользуются только этой услугой.
Передача файлов
Перемещение файлов между компьютерами – одна из самых лучших возможностей, которые мы получили благодаря сетевой революции. Если вы
-5-
можете отыскать что-то полезное, и если это, как тысячи компьютерных файлов в Internet, - общедоступная информация, то вы можете скопировать это на ваш компьютер. Средство, благодаря которому стал возможен этот процесс, называется протоколом передачи файлов (file transfer protocol), или FTP. Доступ к общедоступным материалам осуществляется через процедуру под названием анонимный FTP. Эта процедура позволяет вам регистрироваться на удаленных компьютерах и использовать источники информации в каталогах, открытых для общего доступа администраторами систем.
Поиск программ в Internet с помощью FTP – непростая задача. Вместо того чтобы запросить каталог всех файлов объединенной библиотеки, как это происходит в America Online, вы сталкиваетесь с тысячами компьютерных архивов, предлагающих программы и текстовые файлы. Чтобы легко находить информацию нужно использовать инструменты поиска. С их помощью мы сможем находить программы, затем с использованием FTP загружать их в собственный компьютер.
Удаленный доступ
Удаленный доступ иначе называемый Telnet, обеспечивает возможность подключаться к удаленному компьютеру и работать с ним в интерактивном режиме. И здесь Internet открывает двери во всемирную компьютерную среду со множеством компьютеров, предлагающих программы, базы данных и другие ресурсы, которые мы можем просматривать или использовать в работе. Используя Telnet, мы можем посещать библиотечные каталоги далеких университетов, искать информацию о чем угодно – от образования далеких галактик до рецептов картофельного супа, просматривать решения Верховного Суда или тексты популярных песен. Все это время удаленный компьютер будет откликаться на команды, а собственный компьютер работать как терминал. Во многих случаях системы на базе меню, установленные на удаленных машинах, делают интерактивный сеанс работы интуитивно понятным, но разные системы различаются между собой как внешним оформлением, так и удобством в работе.
Как движутся данные – среда передачи
Легко вообразить себе компьютерную сеть в таком виде, как мы могли бы увидеть ее в деловом учреждении: компьютеры соединены кабелями, передавая информацию туда и обратно, в то время как пользователи работают с клавиатурой. Однако соединения в Internet нельзя рассматривать только как сеть проводов или волоконно-оптических линий. Оцифрованные данные пересылаются через специальные аппаратные устройства, называемые маршрутизаторами, которые соединяют сети и с помощью сложных
-6-
алгоритмов выбирают наилучшие маршруты для сетевого трафика.
Как движутся пакеты данных? Иногда они передаются по телефонным линиям: коммутируемым или выделенным, иногда по спутниковой связи. Информация может также передаваться посредством микроволновой радиопередачи, волоконно-оптических кабельных соединений и даже по так называемой пакетной радиосвязи. Рассмотрим каждую возможность.
Коммутируемые линии
Телефонная линия у вас дома – это коммутируемая линия; соединение производится, когда вы набрали номер, и обрывается, когда вы вешаете трубку. Между двумя сетями перед началом сеанса передачи данных также может быть установлено коммутируемое соединение, а по окончании этой передачи – разъединено. Снижающаяся стоимость междугородной и международной связи делает такой вариант возможным для тех, кто работает с небольшими локальными сетями. Можно позвонить на узел Internet и, используя только коммутируемые соединения, получить доступ к услугам Internet даже в режиме интерактивного IP-узла.
Арендуемые линии
Арендуемые линии работают по-другому. Они устанавливают постоянное соединение, которое всегда позволяет передать поток информации между узлами; арендуемые линии часто называют выделенными линиями. Выделенные линии, предназначенные для передачи цифровых данных, различаются по скорости – от 2,5 Кбит/с до 45 Мбит/с. Линия Т1 обеспечивает скорость передачи 1,544 Мбит/с. Линия связи Т3 работает намного быстрее, передавая данные со скоростью 45 Мбит/с, а технология ОСЗ поднимает этот уровень до 155 Мбит/с.
Микроволновая связь
Микроволновое оборудование позволяет соединять сети без проводов, переправляя данные с помощью передатчика на приемную антенну места назначения. Между двумя пунктами стоят репитеры (повторители), задача которых принять сигнал, усилить его и передать на следующую станцию. Предельное расстояние между станциями может меняться в зависимости от ландшафта, так как микроволновая связь действует в среде прямой видимости.
Спутниковая связь
Спутники, расположенные на геостационарных орбитах на высоте 22500 миль над Экватором, имеют преимущества при связи на сверхбольших расстояниях. Ретрансляторы на борту спутников получают сигналы от наземных и передают их обратно на Землю. В качестве приемной антенны
-7-
используется терминал сверхмалой апертуры (VSAT – Very Small Apperture Terminal).
Данные по радио
Корпорация Radio Mail использует радиомодемы для соединения беспроводных сетей типа RAM Mobile Data или ARDIS, тем самым, позволяя нам, находясь в пути, работать с электронной почтой Internet. Кроме того, на сегодняшний день пейджеры корпорации SkyTel могут предоставить электронную почту Internet так же, как и AN&N Mail и MCI Mail. Notable Technologies предлагает пейджеры с Internet-адресом, дисплеем и средствами передачи электронной почты. Тем временем Microsoft и основанная SkyTel корпорация Mobile Telecommunication Technologies кооперируются для построения системы стоимостью 150 млн. долларов под названием Nation Wide Wireless Network (Общегосударственная Радиосеть), которая позволит посылать и получать сообщения с помощью пейджеров или небольших компьютеров, названных Personal Digital Assistants (Персональными Цифровыми Ассистентами).
Управление Internet
Управляет ли кто-нибудь Internet или она существует сама по себе? Если набросать самую примитивную схему, то в основе будет лежать базовая система сетей, называемая опорными. В США крупнейшей такой сетью является internetMCI, принадлежащая MCI. Commercial Internet Exchange объединяет мощную и растущую опорную сеть поставщиков коммерчиских услуг. Региональные сети среднего уровня присоединяют один или несколько штатов к высокоскоростной опорной сети. На местном уровне сети организаций подключены к региональным сетям, которые, в свою очередь, предоставляют им доступ к опорной сети. За пределами США можно отметить EBONE, панъевропейскую опорную IP-сеть, а также NORDUnet, DANTE и EUnet, обеспечивающие сетевые соединения по всей Европе.
Каждая из этих сетей отвечает за трафик, который циркулирует внутри нее, и его распределение. Если, например, два компьютера расположенные в одном университете, хотят обменяться информацией, то трафик не должен выходить за пределы локальной сети. Тот же принцип применим и к региональным сетям. Если пользователь Internet хочет послать электронную почту кому-нибудь по адресу, соединенному той же региональной сетью, этот трафик будет оставаться внутри региональной сети, и не возникнет необходимости передавать его по опорной сети.
Соответственно принцип управления состоит в том, что каждая сеть несет ответственность за соединения с сетью уровнем выше. Вернемся к примеру с
-8-
университетом и предположим, что факультет компьютерных наук решил получить доступ к Internet. При этом вовсе не обязательно добиваться получения нового статуса для локальной сети факультета. Для решения этого вопроса можно обратиться к одному из поставщиков услуг (провайдеру). Между тем сеть факультета остается автономной. Единственное, за что теперь отвечает факультет – передача информации об используемых компьютерах на вышестоящую сеть. За обмен информацией циркулирующей внутри локальной сети, по-прежнему отвечают системные администраторы.
Кто платит за это? Любая сеть сама отвечает за свое финансирование, а также может устанавливать собственные административные процедуры. И это, более чем что-либо другое, стимулирует быстрый рост Internet. Рост Internet со скоростью 15% в месяц или 100% в год возможен только потому, что подключающиеся к Internet сети остаются под управлением своих собственных администраторов. Политики спорят о том, должен ли этот рост контролироваться, в то время как грандиозные успехи объединения сетей налицо.
В связи с тем, что единственного поставщика сетевых услуг не существует, организации сами финансируют свои сети, каждая из которых считается частью Internet. Есть также и частные опорные сети, предлагающие доступ к Internet корпорациям и частным лицам на коммерческой основе. Многие региональные сети были созданы на средства Национального фонда США в расчете на то, что со временем они перейдут на самофинансирование. В результате возникло много сетей, принципы финансирования и управления которыми существенно различаются. Некоторые сети, например, разрешают передачу коммерческого трафика, в то время как другие его запрещают.
-9-