Передмова Революціонуючий вплив Інтернету на світ комп'ютерів та комунікацій не має історичних аналогів. Винахід телеграфу, телефону, радіо та комп'ютера підготував грунт для безпрецедентної інтеграції, що нині відбувається. Інтернет одночасно є і засобом загальносвітового мовлення, і механізмом поширення інформації, і середовищем для співпраці та спілкування людей, що охоплює всю земну кулю. Інтернет – світова комп'ютерна мережа. Вона складена з різноманітних комп'ютерних мереж, об'єднаних стандартними угодами про способи обміну інформацією та єдиною системою адресації. Інтернет використовує протоколи сімейства TCP/IP. Вони хороші тим, що забезпечують відносно дешеву можливість надійно і швидко передавати інформацію навіть не надто надійними лініями зв'язку, а також будувати програмне забезпечення, придатне для роботи на будь-якій апаратурі. Система адресації (URL-адреси) забезпечує унікальними координатами кожен комп'ютер (точніше практично кожен ресурс комп'ютера) і кожного користувача Інтернету, створюючи можливість взяти саме те, що потрібно, і передати саме туди, куди потрібно.

Історична довідка Близько 40 років тому Міністерство Оборони США створило мережу, яка стала передвісником Internet, - вона називалася ARPAnet. ARPAnet була експериментальною мережею, - вона створювалася для підтримки наукових досліджень у військово-промисловій сфері, - зокрема, для дослідження методів побудови мереж, стійких до часткових пошкоджень, які отримують, наприклад, бомбардування авіацією і здатні в таких умовах продовжувати нормальне функціонування. Ця вимога дає ключ до розуміння принципів побудови та структури Internet. У моделі ARPAnet завжди був зв'язок між комп'ютером-джерелом та комп'ютером-приймачем (станцією призначення). Мережа передбачалася ненадійною: будь-яка частина мережі може зникнути будь-якої миті. На комп'ютери, що зв'язуються – не тільки на саму мережу – також покладено відповідальність забезпечувати налагодження та підтримку зв'язку. Основний принцип полягав у тому, що будь-який комп'ютер міг зв'язатися як рівний із рівним з будь-яким іншим комп'ютером.

Передача даних у мережі було організовано з урахуванням протоколу Internet – IP. Протокол IP – це правила та опис роботи мережі. Це склепіння включає правила налагодження та підтримки зв'язку в мережі, правила поводження з IP-пакетами та їх обробки, опис мережних пакетів сімейства IP (їх структура тощо). Мережа замислювалася і проектувалася так, щоб від користувачів не вимагалося жодної інформації про конкретну структуру мережі. Для того, щоб надіслати повідомлення по мережі, комп'ютер повинен помістити дані в якийсь "конверт"", званий, наприклад, IP, вказати на цьому "конверті"" конкретну адресу в мережі і передати пакети, що вийшли в результаті цих процедур, в мережу. Ці рішення можуть здатися дивними, як і припущення про "ненадійну" мережу, але вже наявний досвід показав, що більшість цих рішень цілком розумно і вірно. Для комп'ютерних мереж, користувачі чекати не бажали.Активісти Internet почали встановлювати IP-програмне забезпечення на всі можливі типи комп'ютерів.Незабаром це стало єдиним прийнятним способом для зв'язку різнорідних комп'ютерів.Сподобалася така схема уряду та університетам, які проводять політику купівлі комп'ютерів у різних виробників. Кожен купував той комп'ютер, який йому подобався і мав право очікувати, що зможе працювати по мережі разом з іншими комп'ютерами.

Приблизно через 10 років після появи ARPAnet з'явилися Локальні Обчислювальні Мережі (LAN), наприклад, такі як Ethernet та ін. Одночасно з'явилися комп'ютери, які стали називати робочими станціями. На більшості робочих станцій було встановлено операційну систему UNIX. Ця ОС мала можливість роботи у мережі з протоколом Internet (IP). У зв'язку з виникненням принципово нових завдань та методів їх вирішення з'явилася нова потреба: організації хотіли підключитися до ARPAnet своєю локальною мережею. Приблизно в той же час з'явилися інші організації, які почали створювати власні мережі, що використовують близькі до IP комунікаційні протоколи. Стало ясно, що всі тільки виграли б, якби ці мережі могли спілкуватися разом, адже тоді користувачі з однієї мережі змогли б зв'язуватися з користувачами іншої мережі. Однією з найважливіших серед нових мереж була NSFNET, розроблена з ініціативи Національного Наукового Фонду (National Science Foundation – NSF). Наприкінці 80-х NSF створив п'ять суперкомп'ютерних центрів, зробивши їх доступними для використання у будь-яких наукових установах. Було створено лише п'ять центрів тому, що вони дуже дорогі навіть для багатої Америки. Саме тому їх і слід було використовувати кооперативно. Виникла проблема зв'язку: був потрібний спосіб з'єднати ці центри та надати доступ до них різним користувачам. Спочатку було зроблено спробу використовувати комунікації ARPAnet, але це рішення зазнало краху, зіткнувшись з бюрократією оборонної галузі та проблемою забезпечення персоналом.

Тоді NSF вирішив побудувати власну мережу, засновану на IP технології ARPAnet. Центри були з'єднані спеціальними телефонними лініями із пропускною здатністю 56 KBPS (7 KB/s). Однак, було очевидно, що не варто навіть намагатися поєднати всі університети та дослідницькі організації безпосередньо з центрами, т.к. прокласти таку кількість кабелю – не лише дуже дорого, але практично неможливо. Тому було вирішено створювати мережі за регіональним принципом. У кожній частині країни зацікавлені установи мали з'єднатися зі своїми найближчими сусідами. Ланцюжки, що виходять, приєднувалися до суперкомп'ютера в одній зі своїх точок, таким чином суперкомп'ютерні центри були з'єднані разом. У такій топології будь-який комп'ютер міг зв'язатися із будь-яким іншим, передаючи повідомлення через сусідів. Це рішення було успішним, але настав час, коли мережа вже більше не справлялася зі збільшеними потребами. Спільне використання суперкомп'ютерів дозволяло підключеним громадам використовувати і безліч інших речей, що не належать до суперкомп'ютерів. Несподівано університети, школи та інші організації усвідомили, що отримали під рукою море даних та світ користувачів. Потік повідомлень в мережі (трафік) наростав все швидше і швидше поки, врешті-решт, не перевантажив комп'ютери, що управляють мережею, і зв'язуючі їх телефонні лінії. У 1987 р. контракт на управління та розвиток мережі було передано компанії Merit Network Inc., яка займалася освітньою мережею Мічигану спільно з IBM та MCI. Стара фізично мережа була замінена швидшими (приблизно у 20 разів) телефонними лініями. Були замінені на більш швидкі та мережеві керуючі машини. Процес удосконалення мережі триває безперервно. Однак більшість цих перебудов відбувається непомітно для користувачів. Увімкнувши комп'ютер, ви не побачите оголошення про те, що найближчі півроку Internet не буде доступною через модернізацію. Можливо, навіть важливіше те, що навантаження мережі та її вдосконалення створили зрілу та практичну технологію. Проблеми було вирішено, а ідеї розвитку перевірено у справі.

Способи доступу до Інтернету Використання тільки електронної пошти. Цей спосіб дозволяє отримувати та надсилати повідомлення іншим користувачам і тільки. Через спеціальні шлюзи Ви можете також використовувати інші послуги, що надаються Internet. Ці шлюзи, однак, не дозволяють працювати в інтерактивному режимі і можуть бути досить складними у використанні. Режим віддаленого терміналу. Ви підключаєтеся до іншого комп'ютера, з'єднаного з Internet, як віддалений користувач. На віддаленому комп'ютері запускаються програми-клієнти, які використовують Інтернет-сервіси, а результати їхньої роботи відображаються на екрані Вашого терміналу. Оскільки для підключення використовуються переважно програми емуляції терміналу, ви можете працювати тільки в текстовому режимі. Таким чином, наприклад, для перегляду WEB-вузлів Ви зможете використовувати лише текстовий браузер та графічних зображень не побачите. Безпосереднє з'єднання. Це основна та найкраща форма з'єднання, коли Ваш комп'ютер стає одним із вузлів Internet. За допомогою протоколу TCP/IP він спілкується безпосередньо з іншими комп'ютерами в Internet. Доступ до послуг Internet здійснюється за допомогою програм, що працюють на Вашому комп'ютері.

Зазвичай, комп'ютери підключалися безпосередньо до Internetу через локальні мережі чи виділеним з'єднанням. Крім комп'ютера, для встановлення таких з'єднань необхідне додаткове мережне обладнання (маршрутизатори, шлюзи тощо). Оскільки це обладнання і канали з'єднання досить дорогі, прямі з'єднання використовуються тільки організаціями з великим обсягом інформації, що передається та приймається. Альтернативою прямого з'єднання для індивідуальних користувачів та невеликих організацій є використання телефонних ліній для встановлення тимчасових з'єднань (dial up) до віддаленого комп'ютера, з'єднаного з Internet. Що таке SLIP/PPP? Доменна система імен система імен

Що таке SLIP/PPP? Обговорюючи різні методи доступу до Internet, ми стверджували, що безпосереднє з'єднання є основним і найкращим. Однак для індивідуального користувача воно є занадто дорогим. Робота ж у режимі віддаленого терміналу суттєво обмежує можливості користувача. Компромісним рішенням є використання протоколів SLIP (Serial Line Internet Protocol) або PPP (Point to Point Protocol). Далі термін SLIP/PPP буде використовуватися для позначення SLIP та/або PPP – у багатьох аспектах вони схожі. SLIP/PPP забезпечує передачу пакетів TCP/IP послідовними каналами, зокрема, телефонним лініях, між двома комп'ютерами. На обох комп'ютерах працюють програми, які використовують протоколи TCP/IP. Таким чином, індивідуальні користувачі отримують можливість встановлювати пряме з'єднання з Internet зі свого комп'ютера, маючи лише модем і телефонну лінію. Підключаючись за допомогою SLIP/PPP, Ви можете запускати програми-клієнти WWW, електронної пошти тощо. безпосередньо на своєму комп'ютері.

SLIP/PPP дійсно є способом прямого з'єднання з Internet, оскільки: Ваш комп'ютер підключено до Internet. Ваш комп'ютер використовує мережне програмне забезпечення для спілкування з іншими комп'ютерами за протоколом TCP/IP. Ваш комп'ютер має унікальну IP-адресу. У чому різниця між SLIP/PPP-з'єднанням і режимом віддаленого терміналу? Для встановлення SLIP/PPP-з'єднання, так і режиму віддаленого терміналу необхідно додзвонитися до іншого комп'ютера, безпосередньо з'єднаного з Internet (провайдеру) і зареєструватися на ньому. Ключова відмінність полягає в тому, що при SLIP/PPP-з'єднанні Ваш комп'ютер отримує унікальну IP-адресу і безпосередньо спілкується з іншими комп'ютерами за протоколом TCP/IP. У режимі ж віддаленого терміналу ваш комп'ютер є лише пристроєм відображення результатів роботи програми, запущеної на комп'ютері провайдера.

Доменна система імен Мережеве програмне забезпечення потребує 32-бітових IP-адрес для встановлення з'єднання. Однак користувачі воліють використовувати імена комп'ютерів, оскільки їх легко запам'ятовувати. Таким чином, необхідні засоби для перетворення імен на IP-адреси і навпаки. Коли Internet була невелика, це було просто. На кожному комп'ютері були файли, які описували відповідність між іменами та адресами. Періодично ці файли вносилися зміни. В даний час такий спосіб зжив себе, оскільки кількість комп'ютерів в Internet дуже велика. Файли були замінені системою серверів імен (name servers), які відслідковують відповідності між іменами та мережевими адресами комп'ютерів (насправді це лише один із видів сервісу, що надаються системою серверів імен). Необхідно відзначити, що використовується ціла мережа серверів імен, а не один, центральний. Сервер імен організовано у вигляді дерева, що відповідає організаційній структурі мережі. Імена комп'ютерів також становлять відповідну структуру. Приклад: комп'ютер має назву BORAX.LCS.MIT.EDU. Це комп'ютер, встановлений у комп'ютерній лабораторії (LCS) у Массачусетському технологічному інституті (MIT).

Для того. Щоб визначити його мережеву адресу, теоретично необхідно отримати інформацію від 4 різних серверів. По-перше, необхідно зв'язатися з одним із серверів EDU, які обслуговують заклади освіти (для забезпечення надійності кожен рівень ієрархії імен обслуговують кілька серверів). На цьому сервері потрібно отримати адреси серверів MIT. На одному із серверів MIT можна отримати адресу сервера (серверів) LCS. На закінчення, на сервері LCS можна дізнатися адресу комп'ютера BORAX. Кожен із цих рівнів називається доменом. Повне ім'я BORAX.LCS.MIT.EDU, таким чином, є доменне ім'я (так само як імена доменів LCS.MIT.EDU, MIT.EDU, and EDU). На щастя, насправді немає необхідності щоразу зв'язуватися з усіма перерахованими серверами. Програмне забезпечення, встановлене у користувача, пов'язується з сервером імен у своєму домені, а він при необхідності зв'язується з іншими серверами імен і надає у відповідь кінцевий результат перетворення доменного імені на IP-адресу. Доменна система зберігає не тільки інформацію про імена та адреси комп'ютерів. У ній також зберігається багато іншої корисної інформації: відомості про користувачів, адреси поштових серверів і т.п.

Протоколи прикладного рівня використовуються в конкретних прикладних програмах. Загальна їхня кількість велика і продовжує постійно збільшуватися. Деякі програми існують від початку розвитку Інтернету, наприклад, TELNET і FTP. Інші з'явилися пізніше: HTTP, NNTP, POP3, SMTP. Протокол TELNET Протокол HTTP NNTP POP3 Протокол FTP Протокол SMTP

Протокол TELNET дозволяє серверу розглядати усі віддалені комп'ютери як стандартні "мережові термінали" текстового типу. Робота з TELNET схожа на набір телефонного номера. Користувач набирає на клавіатурі щось на зразок telnet delta та отримує на екрані запрошення на вхід до машини delta. Протокол TELNET існує вже давно. Він добре випробуваний і поширений. Створено безліч реалізацій для різних операційних систем.

Протокол FTP (File Transfer Protocol – протокол передачі файлів) поширений також як TELNET. Він є одним із найстаріших протоколів сімейства TCP/IP. Також як TELNET користується транспортними послугами TCP. Існує безліч реалізацій для різних операційних систем, які взаємодіють між собою. Користувач FTP може викликати кілька команд, які дозволяють йому переглянути каталог віддаленої машини, перейти з одного каталогу до іншого, а також скопіювати один або кілька файлів.

Протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) підтримує передачу повідомлень (електронної пошти) між довільними вузлами мережі internet. Маючи механізми проміжного зберігання пошти та механізми підвищення надійності доставки протокол SMTP допускає використання різних транспортних служб. Протокол SMTP забезпечує як групування повідомлень на адресу одного одержувача, і розмноження кількох копій повідомлення передачі у різні адреси. Над модулем SMTP знаходиться поштова служба конкретного комп'ютера. У типових програмах-клієнтах переважно застосовується для надсилання вихідних повідомлень.

Протокол HTTP (Hyper text transfer protocol – протокол передачі гіпертексту) застосовується обмінюватись інформацією між серверами WWW (World Wide Web – всесвітня павутина) і програмами перегляду гіпертекстових сторінок – браузерами WWW. Допускає передачу широкого спектра різноманітної інформації – текстової, графічної, аудіо та відео. Нині перебуває у стадії безперервного вдосконалення.

POP3 (Post Office Protocol – протокол поштового вузла, 3 версія), дозволяє програмам-клієнтам електронної пошти приймати та передавати повідомлення з/на поштові сервери. Має досить гнучкі можливості по управлінню вмістом поштових скриньок, розташованих на поштовому вузлі. У типових програмах- клієнтах переважно застосовується прийому вхідних повідомлень.

Network News Transfer Protocol – протокол передачі мережевих новин (NNTP) дозволяє спілкуватися серверам новин та клієнтським програмам – поширювати, вимагати, отримувати та передавати повідомлення до груп новин. Нові повідомлення зберігаються в централізованій базі даних, яка дозволяє користувачеві вибирати повідомлення, що його цікавлять. Також забезпечується індексування, організація посилань та видалення застарілих повідомлень.

Сервіси Internet Серверами називаються вузли мережі, призначені обслуговування запитів клієнтів – програмних агентів, витягують інформацію чи які у її мережу і які працюють під безпосереднім керуванням користувачів. Клієнти надають інформацію у зрозумілому та зручному для користувачів вигляді, тоді як сервери виконують службові функції із зберігання, розповсюдження, управління інформацією та видачу її на запит клієнтів. Кожен вид сервісу в Internet надається відповідними серверами і можна використовувати з допомогою відповідних клієнтів. WWW Proxy-сервер FTPTelnet NEWS/USENET

Сервіс WWW – всесвітня павутина, забезпечує представлення та взаємозв'язки величезної кількості гіпертекстових документів, що включають текст, графіку, звук та відео, розміщені на різних серверах по всьому світу та пов'язані між собою за допомогою посилань у документах. Поява цього сервісу значно спростило доступом до інформації та стало однією з основних причин вибухового зростання Internet з 1990 року. Сервіс WWW працює з використанням протоколу HTTP. Для використання цього сервісу застосовуються програми-браузери, найбільш популярними з яких зараз є Netscape Navigator та Internet Explorer. "Web browsers" - не що інше, як засоби перегляду; вони виконані за аналогією з безкоштовною комунікаційною програмою під назвою Mosaic, створеною 1993 р. в лабораторії Національного центру суперкомп'ютерів (National Center for Supercomputing Applications) при Університеті шт. Іллінойс для полегшення доступу до WWW. Що можна отримати за допомогою WWW? Майже все, що асоціюється з поняттям «робота в системі Internet», – від останніх фінансових новин до інформації про медицину та охорону здоров'я, музику та літературу, домашніх тварин та кімнатних рослин, кулінарії та автомобільну справу.

Можна замовляти авіаквитки в будь-яку частину світу (реальні, а не віртуальні), туристичні проспекти, знаходити необхідне програмне та технічне забезпечення для свого ПК, грати в ігри з далекими (і невідомими) партнерами та стежити за спортивними та політичними подіями у світі. Нарешті, за допомогою більшості програм із засобами доступу до WWW можна отримати доступ і до телеконференцій (загалом їх близько), куди розміщуються повідомлення на будь-які теми – від астрології до мовознавства, а також обмінюватися повідомленнями електронною поштою. Завдяки засобам перегляду WWW хаотичні джунглі інформації в Internet набувають форми звичних акуратно оформлених сторінок із текстом та фотографіями, а в деяких випадках навіть із відеосюжетами та звуком. Привабливі титульні сторінки (home pages) відразу допомагають зрозуміти, яка інформація піде далі. Тут є всі необхідні заголовки та підзаголовки, вибирати які можна за допомогою лінійок прокручування як на звичайному екрані Windows або Macintosh. Кожне ключове слово з'єднується з відповідними інформаційними файлами через гіпертекстові зв'язки. І нехай термін «гіпертекст» вас не лякає: гіпертекстові зв'язки – це приблизно те саме, що виноска у статті енциклопедії, що починається зі слів «дивись також...» Замість того, щоб гортати сторінки книги, Вам достатньо клацнути мишею на потрібному ключовому слові (для зручності воно виділяється на екрані кольором або шрифтом), і перед вами з'явиться потрібний матеріал. Дуже зручно, що програма дозволяє повертатися до раніше переглянутих матеріалів або, клацнувши мишею, рухатись далі.

- електронна пошта. За допомогою можна обмінюватися особистими або діловими повідомленнями між адресатами, які мають адресу. Ваша електронна адреса вказується в контракті на підключення Сервер електронної пошти, на якому вам заводиться поштова скринька, працює на кшталт звичайного поштового відділення, на яке надходить ваша пошта. Ваша електронна поштова адреса – це аналог орендованої абонентської скриньки у поштовому відділенні. Надіслані вами повідомлення одразу надсилаються адресату, вказаному в листі, а повідомлення, що прийшли вам, очікують у вашій абонентській скриньці, поки ви їх не заберете. Ви можете надсилати та приймати електронну пошту від будь-якої особи, яка має електронну адресу. Для передачі повідомлень в основному використовується протокол SMTP, а для отримання – POP3. Ви можете використовувати різноманітні програми для роботи з спеціалізовані, наприклад Eudora, або вбудовані в Web браузер, наприклад Netscape Navigator.

Usenet – це всесвітній дискусійний клуб. Він складається з набору конференцій (newsgroups), імена яких організовані ієрархічно відповідно до обговорюваних тем. Повідомлення ("articles" або "messages") надсилаються в ці конференції користувачами за допомогою спеціального програмного забезпечення. Після надсилання повідомлення розсилаються на сервери новин і стають доступними для читання іншими користувачами. Можна надіслати повідомлення та переглянути відгуки на нього, які з'являться надалі. Оскільки той самий матеріал читає безліч людей, то відгуки починають накопичуватися. Всі повідомлення з однієї тематики утворюють потік («thread») (у російській у тому значенні використовується і слово «тема»); таким чином, хоча відгуки могли бути написані в різні часи і перемішатися з іншими повідомленнями, вони все одно формують цілісне обговорення. Ви можете підписатися на будь-яку конференцію, переглядати заголовки повідомлень у ній за допомогою програми читання новин, сортувати повідомлення на теми, щоб було зручніше стежити за обговоренням, додавати свої повідомлення з коментарями та ставити запитання. Для читання та надсилання повідомлень використовуються програми читання новин, наприклад, вбудована в браузер Netscape Navigator – Netscape News або Internet News від Microsoft, що постачається разом з останніми версіями Internet Explorer.

FTP – це спосіб пересилання файлів між комп'ютерами. Розробка програмного забезпечення і публікація унікальних текстових джерел інформації, що продовжуються, гарантують: світові архіви FTP залишаться чарівною і постійно мінливою скарбницею. Ви навряд чи знайдете у FTP-архівах комерційні програми, оскільки ліцензійні угоди забороняють їхнє відкрите поширення. Натомість виявите умовно-безкоштовне та загальнодоступне програмне забезпечення. Це різні категорії: загальнодоступні програми (public domain) дійсно безкоштовні, а за умовно-безкоштовне програмне забезпечення (shareware) потрібно заплатити автору, якщо після випробувального терміну Ви вирішите залишити собі програму та користуватися нею. Зустрічаються і так звані безкоштовні програми (freeware); їх автори зберігають у себе авторські права, але дозволяють скористатися своїми творами без будь-якої оплати. Для перегляду FTP-архівів і отримання файлів, що зберігаються на них, ви можете скористатися спеціалізованими програмами - WS_FTP, CuteFTP, або ж використовувати браузери WWW Netscape Navigator і Internet Explorer - в них містяться вбудовані засоби роботи з FTP-серверами.

Remote Login – віддалений доступ – робота на віддаленому комп'ютері як, коли ваш комп'ютер емулює термінал віддаленого комп'ютера, тобто. ви можете робити те ж саме (або майже все), що можна робити зі звичайного терміналу машини, з якої ви встановили сеанс віддаленого доступу. Програма, яка обслуговує віддалені сеанси, має назву telnet. Telnet має набір команд, які керують сеансом зв'язку та його параметрами. Сеанс забезпечується спільною роботою програмного забезпечення віддаленого комп'ютера та вашого. Вони встановлюють TCP-зв'язок та спілкуються через TCP та UDP пакети. telnet входить у постачання Windows і встановлюється разом із підтримкою протоколу TCP/IP.

Proxy (ближній) сервер призначений для накопичення інформації, до якої часто звертаються користувачі, на локальній системі. При підключенні до Internet з використанням proxy-сервера ваші запити спочатку надсилаються на цю локальну систему. Сервер витягує необхідні ресурси та надає їх вам, одночасно зберігаючи копію. При повторному зверненні ресурсу надається збережена копія. Таким чином, зменшується кількість віддалених з'єднань. Використання proxy-сервера може дещо збільшити швидкість доступу, якщо канал зв'язку вашого провайдера Internet недостатньо продуктивний. Якщо канал зв'язку досить потужний, швидкість доступу може навіть трохи знизитися, оскільки при вилученні ресурсу замість одного з'єднання від користувача до віддаленого комп'ютера виробляється два: від користувача до proxy-сервера і від proxy-сервера до віддаленого комп'ютера.
Термін TCP/IP зазвичай означає все, що пов'язане з протоколами TCP та IP. Він охоплює цілу родину протоколів, прикладні програми та навіть саму мережу. До складу сімейства входять протоколи UDP, ARP, ICMP, TELNET, FTP та багато інших. TCP/IP – це технологія міжмережевої взаємодії. Модуль IP створює єдину логічну мережу. Архітектура протоколів TCP/IP призначена для об'єднаної мережі, що складається зі з'єднаних один з одним шлюзами окремих пакетів різнорідних підмереж, до яких підключаються різнорідні машини. Кожна з підмереж працює відповідно до своїх специфічних вимог і має свою природу засобів зв'язку. Однак передбачається, що кожна підмережа може прийняти пакет інформації (дані з відповідним заголовком мережі) і доставити його за вказаною адресою в цій конкретній підмережі. Не потрібно, щоб підсіти гарантувала обов'язкову доставку пакетів та мала надійний протокол передачі. Таким чином, дві машини, підключені до однієї підмережі можуть обмінюватися пакетами. Коли необхідно передати пакет між машинами, підключеними до різних підмереж, машина-відправник посилає пакет у відповідний шлюз (шлюз підключений до підмережі також як звичайний вузол). Звідти пакет направляється за певним маршрутом через систему шлюзів і підмереж, доки досягне шлюзу, підключеного до тієї ж підмережі, як і машина-получатель; там пакет прямує до одержувача. Проблема доставки пакетів у такій системі вирішується шляхом реалізації у всіх вузлах та шлюзах міжмережевого протоколу IP. Міжмережевий рівень є сутнісно базовим елементом у всій архітектурі протоколів, забезпечуючи можливість стандартизації протоколів верхніх рівнів.

Логічна структура мережного програмного забезпечення, реалізує протоколи сімейства TCP/IP у кожному вузлі мережі internet, зображено Рис. 1. Прямокутники позначають обробку даних, а лінії, що з'єднують прямокутники, – шляхи передачі. Горизонтальна лінія внизу малюнка позначає кабель мережі Ethernet, яка використовується як приклад фізичного середовища. Розуміння цієї логічної структури є основою розуміння всієї технології internet. Мал. 1 Структура протокольних модулів у вузлі мережі TCP/IP

Введемо низку базових термінів, які ми будемо використовувати надалі. Драйвер – це програма, яка безпосередньо взаємодіє з мережним адаптером. Модуль – це програма, що взаємодіє з драйвером, мережевими прикладними програмами чи іншими модулями. Драйвер мережного адаптера та, можливо, інші модулі, специфічні для фізичної мережі передачі даних, надають мережевий інтерфейс протокольних модулів сімейства TCP/IP. Назва блоку даних, що передається мережею, залежить від того, на якому рівні стека протоколів він знаходиться. Блок даних, з яким має справу мережевий інтерфейс, називається кадром; якщо блок даних перебуває між мережевим інтерфейсом і модулем IP, він називається IP-пакетом; якщо він – між модулем IP та модулем UDP, то – UDP-датаграмою; якщо між модулем IP та модулем TCP, то – TCP-сегментом (або транспортним сполученням); нарешті, якщо блок даних знаходиться на рівні мережевих прикладних процесів, він називається прикладним повідомленням. Ці визначення, звичайно, недосконалі та неповні. До того ж, вони змінюються від публікації до публікації. Розглянемо потоки даних, що проходять через стек протоколів, зображений на Рис. 1. У разі використання протоколу TCP (Transmission Control Protocol – протокол управління передачею), дані передаються між прикладним процесом та модулем TCP. Типовим прикладним процесом, що використовує протокол TCP, є FTP (File Transfer Protocol протокол передачі файлів). Стек протоколів у разі буде FTP/TCP/IP/ENET. При використанні протоколу UDP (User Datagram Protocol – протокол користувальницьких датаграм) дані передаються між прикладним процесом і модулем UDP. Наприклад, SNMP (Simple Network Management Protocol – простий протокол управління мережею) користується транспортними послугами UDP. Його стек протоколів виглядає так: SNMP/UDP/IP/ENET. Введемо низку базових термінів, які ми будемо використовувати надалі.

Коли Ethernet-кадр потрапляє в драйвер мережного інтерфейсу Ethernet, може бути спрямований або модуль ARP (Address Resolution Protocol адресний протокол), або модуль IP (Internet Protocol – міжмережевий протокол). На те, куди повинен бути спрямований Ethernet-кадр, вказує значення типу поля в заголовку кадру. Якщо IP-пакет потрапляє в модуль IP, то дані, що містяться в ньому, можуть бути передані або модулю TCP, або UDP, що визначається полем протокол у заголовку IP-пакета. Якщо UDP-датаграма потрапляє в модуль UDP, то на підставі значення поля порт у заголовку датаграми визначається прикладна програма, якій має бути передано прикладне повідомлення. Якщо TCP-повідомлення потрапляє в модуль TCP, то вибір прикладної програми, якій має бути передано повідомлення, здійснюється на основі значення поля порт у заголовку TCP-повідомлення. Передача даних у зворотний бік здійснюється досить легко, оскільки з кожного модуля існує лише один шлях вниз. Кожен протокольний модуль додає до пакета свій заголовок, на підставі якого машина, що прийняла пакет, виконує демультиплексування. Дані від прикладного процесу проходять через модулі TCP або UDP, після чого потрапляють у модуль IP і звідти – рівень мережного інтерфейсу. Хоча технологія internet підтримує багато різних середовищ передачі даних, тут ми припускатимемо використання Ethernet, оскільки саме це середовище найчастіше служить фізичною основою для IP-мережі. Машина на Мал. 1 має одну точку з'єднання з Ethernet. Шестибайтна Ethernet-адреса є унікальною для кожного мережевого адаптера і розпізнається драйвером. Машина має також чотирибайтну IP-адресу. Ця адреса позначає точку доступу до мережі на інтерфейсі модуля IP із драйвером. IP-адреса повинна бути унікальною в межах всієї мережі Internet.Робота машина завжди знає свою IP-адресу і Ethernet-адресу.

Післямову Можливості Internet настільки широкі, наскільки в людини лише може вистачити фантазії. Мережева технологія вже серйозно зарекомендувала себе як найкраще джерело інформації. Не слід думати, що всі зміни в Інтернеті залишилися позаду. За назвою та географічно Інтернет є мережею, але це породження комп'ютерної, а не традиційної телефонної чи телевізійної індустрії. Щоб передовий рівень Інтернету зберігався, зміни повинні продовжуватися, і вони будуть продовжені, а подальший розвиток йтиме в темпі, притаманному комп'ютерній індустрії. Зміни, що відбуваються в наші дні, спрямовані на надання таких нових послуг, як передача даних у реальному масштабі часу. Повсюдна доступність мереж, і в першу чергу Інтернету, у поєднанні з потужними, компактними та доступними за ціною обчислювальними та комунікаційними засобами (ПК-блокноти, двонаправлені пейджери, персональні цифрові секретарі, стільникові телефони тощо) уможливлює побудову нових способів мобільних. обчислень та комунікацій. Тому особливо важливо саме сьогодні звернути свою увагу до даної технологічної перспективи, і постаратися зробити все можливе для широкого використання Інтернету у сфері освіти. Література

Інформація отримана з глобальної мережі за адресами: support/internet.htm museums/internet/index.htm

Матеріал з ПІЕ.

Сучасні мережеві технології сприяли нову технічну революцію. У створенню єдиної мережі комп'ютерів надають таке ж значення, як і будівництву швидкісних автомагістралей у шістдесяті роки. Тому комп'ютерну мережу називають "інформаційною супермагістраллю". Наголошуючи на вигоді, яку принесе мережу всім користувачам, у компанії Microsoft говорять про інформацію "на кінчиках пальців".

ВИШКОШВИДКІ КАНАЛИ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ

Для передачі можуть використовуватися високошвидкісні канали Х.25 і ISDN. ISDN (Integrated Services Digital Network - Цифрова мережа з інтеграцією послуг) дозволяє представникам різних країн організувати відеоконференції і обговорювати проблеми, що їх цікавлять, без дорогих відряджень. Для реалізації віддаленого доступу в комп'ютери вставляють адаптери цифрового зв'язку та мости, причому найповільніший адаптер для ISDN працює набагато швидше, ніж модем. Розроблено спеціальне програмне забезпечення, що дозволяє Windows 95 та її браузеру Internet працювати з ISDN. Його можна знайти і отримати безкоштовно на сервері World Wide Web на адресі http://www.microsoft.com. В даний час в Росії ведеться будівництво загальнонаціональної цифрової мережі з виходом за кордон, яка зможе надавати послуги зв'язку ISDN та забезпечить дистанційний доступ кінцевих користувачів до локальних мереж своїх підприємств та взаємодію з комп'ютерними мережами, у тому числі з Internet зі швидкістю 64 - 128 Кбіт/ с. На жаль, реалізація ISDN стикається з великою кількістю труднощів, оскільки потрібне дороге обладнання та необхідне прокладання спеціальних ліній.

ЛОКАЛЬНІ МЕРЕЖІ

p align="justify"> Комп'ютер, підключений до мережі, називається робочою станцією (Workstation), комп'ютер, що надає свої ресурси - сервером, комп'ютер, що має доступ до спільно використовуваних ресурсів - клієнтом. Декілька комп'ютерів, розташованих в одному приміщенні або функціонально виконують однотипну роботу: бухгалтерський або плановий облік, реєстрацію продукції, що надходить і т.п., підключають один до одного і об'єднують в робочу групу для того, щоб вони могли спільно використовувати різні ресурси: програми, документи , принтери, факс тощо. Робоча група організується так, щоб комп'ютери, що входять до неї, містили всі ресурси, необхідні для нормальної роботи. Як правило, у робочу групу, що об'єднує більше 10 - 15 комп'ютерів, включають виділений сервер - досить потужний комп'ютер, на якому розташовуються всі спільно використовувані каталоги та спеціальне програмне забезпечення для управління доступом до всієї мережі або її частини. Групи серверів об'єднують у домени. Користувач домену може зареєструватися в мережі на будь-якій робочій станції цього домену і отримати доступ до всіх його ресурсів. Зазвичай у серверних мережах всі принтери, що спільно використовуються, підключені до серверів друку. З погляду організації взаємодії комп'ютерів, мережі ділять на однорангові (Peer-to-Peer Network) і з виділеним сервером (Dedicated Server Network). В одноранговій мережі кожен комп'ютер виконує рівноправну роль. Однак збільшення кількості комп'ютерів у мережі та зростання обсягу даних, що пересилаються, призводить до того, що пропускна здатність мережі стає вузьким місцем. Windows 95 розрахована в першу чергу на роботу в однорангових мережах, для підтримки роботи комп'ютера як клієнт інших мереж. Windows 95, як і Windows для робочих груп, може виконувати функції сервера мережі. Забезпечено сумісність зі старими мережними драйверами MS-DOS та Windows З.г. Нова операційна система дозволяє: - спільно використовувати жорсткі диски, принтери, факс-плати, організовувати однорангові локальні обчислювальні мережі (ЛВС); використовувати віддалений доступ і перетворити офісний комп'ютер на сервер, що викликається; підтримувати 16-розрядні мережні драйвери DOS. Адміністратор мережі може задавати загальний дизайн настільної системи, визначати, які операції будуть доступні для користувачів мережі та контролювати конфігурацію настільної системи. Мережа, розташована на порівняно невеликій території, називається локальною (LAN – Local Area Network). В останні роки відбувається ускладнення структури ЛОМ за рахунок створення гетерогенних мереж, що поєднують різні комп'ютерні платформи. Можливість проведення відеоконференцій та використання мультимедіа збільшують вимоги до програмного забезпечення мереж. Сучасні сервери можуть зберігати великі двійкові об'єкти (BLOB), що містять текстові, графічні, аудіо та відеофайли. Зокрема, якщо вам потрібно отримати через мережу базу даних відділу кадрів, то технологія BLOB дозволить передати не тільки анкетні дані: прізвище, ім'я, по батькові, рік народження, а й портрети у цифровій формі. Дві технології використання сервера Розрізняють дві технології використання сервера: технологію файл-сервера та архітектуру клієнт-сервер. У першій моделі використовується файловий сервер, де зберігається більшість програм і даних. На вимогу користувача йому надсилаються необхідна програма та дані. Обробка інформації виконується на робочій станції. У системах з архітектурою клієнт-сервер обмін даними здійснюється між додатком-клієнтом (front-end) та додатком-сервером (back-end). Зберігання даних та їх обробка здійснюється на потужному сервері, який виконує також контроль за доступом до ресурсів та даних. Робоча станція отримує лише результати запиту. Розробники програм з обробки інформації зазвичай використовують цю технологію. Використання великих за обсягом та складних програм призвело до розвитку багаторівневої, насамперед трирівневої архітектури з розміщенням даних на окремому сервері бази даних (БД). Усі звернення до бази даних йдуть через сервер додатків, де вони об'єднуються. Скорочення кількості звернень до БД зменшує ліцензійні відрахування за СУБД. Desktop management interface (DMI) Щоб спростити встановлення, захист та адміністративне керування мережами за допомогою уніфікованого набору інтерфейсів прикладного програмування API та засобів дистанційного керування, фірми Microsoft, IBM, Novell, DEC, HP, Sun та Synoptics розробили стандарт DMI (Desktop Management Interface - інтерфейс безпосередньої взаємодії). Стандарт передбачає можливість дистанційного оновлення програм, записаних у ПЗП, управління групами та окремими клієнтами. Впровадження стандарту скоротить вартість експлуатації локальних мереж за рахунок скорочення штату та підвищення ефективності його роботи.

ГЛОБАЛЬНІ МЕРЕЖІ

Локальна мережа може бути частиною глобальної мережі, яка набуває все більшого визнання в усьому світі. Розвиток засобів масової інформації та комунікацій сприяє об'єднанню людей, які живуть на різних континентах, згідно з їхніми інтересами. В даний час промислово-розвинені країни приділяють велику увагу створенню єдиного інформаційного середовища. Створення інформаційної супермагістралі полегшить у майбутньому спілкування людей, які мають спільні інтереси, але перебувають у різних куточках земної кулі. Прообразом такої супермагістралі може бути Internet, що надає послуги мільйонам користувачів у всьому світі.

ТЕХНОЛОГІЇ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ В INTERNET І INTRANET

В даний час одним із пріоритетних напрямків роботи фірм, що постачають програмне забезпечення, є інтегрування локальної мережі підприємства інтранет (Intranet), в якій відбувається основна робота компанії, у глобальну мережу для того, щоб співробітники цього підприємства легко могли створювати свої документи у форматі HTML ( HyperText Markup Language) та посилатися на інші документи. Організація віртуальних корпоративних мереж, що базуються на Internet, дозволяє пов'язати докупи всі філії постачальників і замовників, не створюючи власної мережевої інфраструктури. Інтеграція корпоративної мережі Intranet та глобальної мережі ґрунтується на використанні однотипних методів зберігання та подання інформації. Файлова система комп'ютера побудована за ієрархічним принципом, що передбачає деревоподібну структуру зберігання даних. Web сервери Internet мають гіпертекстову схему представлення даних, що передбачає створення у документах посилань інші документи, у яких містяться пояснення різних термінів, ілюстрації, аудіофайли і відеоролики. Стандарт на побудову таких документів визначається HTML. Розробляється програмне забезпечення технології text-to-speech - переклад тексту в голосове повідомлення. Останніми роками Microsoft запропонувала низку нових технічних рішень, які забезпечують роботу користувача Internet. Спільно з корпорацією Intel Microsoft розробляє новий протокол, що покращує способи передачі аудіо та відеоінформації через Internet. Протокол, заснований на специфікаціях ITL) та інженерної групи Internet (IETF), включатиме такі протоколи: Т. 120 для документоконференцій, Н.323 для аудіо та відеоконференцій, RTP/RTCP та RSVP на керування телеконференціями в Internet. Слід зазначити, що низка телефонних компаній групи Bell (RBOC) направили до федеральної комісії з телекомунікацій (FCC) протесту на використання аудіотехнологій в Internet.

Значення Інтернет.

Стало звичним, що у сфері інформаційних технологій інноваційний процес відбувається небувало високими темпами. "Якби з 1971 р. автомобілебудування розвивалося так само стрімко, як мікропроцесорна техніка, то автомобіль сьогодні вже мчав би зі швидкістю 480 тис. км/год і споживав при цьому 1 л палива на 335 тис. км пробігу" - так образно порівняли темпи науково-технічного прогресу у двох провідних галузях промисловості США фахівці фірми "Intel", світового лідера у галузі мікроелектроніки. Для повноти картини можна додати, що й коштував би цей автомобіль лише 75 центів! На цьому тлі помітно вирізняються темпи, з якими протягом останніх трьох років формується транснаціональна мережа Інтернет. Спеціалізовані видання вже назвали її "Мережею мереж", а популярний журнал ділового світу "Бізнес вік" визначив найближче майбутнє як "епоху Інтернету". Інтернет відкриває новий спосіб людського спілкування, який можна назвати горизонтальним. До його появи спілкування та поширення інформації було. В основному, вертикальним: автор пише книгу – читачі її читають. Радіо та телебачення щось передають – глядачі, і слухачі це слухають та дивляться. Газета друкує новини – передплатники їх читають. Зворотний зв'язок майже був відсутній, хоча потреба у ній була винятково висока. Про це свідчать листи до газет, заявок та відгуків на радіо і теле станції тощо. буд. Обмін інформацією між самими читачами конкретної книги, слухачами конкретної передачі був практично нездійсненний. Інтернет забезпечує поширення інформації для практично необмеженого кола споживачів, причому вони легко можуть включитися в обговорення. Надає Інтернет унікальні можливості і для вертикального інформаційного спілкування: між владою та громадянами, для зворотного зв'язку останніх із першими. За широким впровадженням Інтернету в наше життя не стоїть жодна організація, Всесвітня Мережа як явища розвивається самостійно, двигуном Інтернету є все людство. Головна ідея Інтернет – вільне поширення інформації та встановлення зв'язків між людьми. Це найефективніший шлях подолання расових, релігійних та ідеологічних бар'єрів між людьми, країнами, народами. Інтернет – одне з найзначніших демократичних досягнень технологічного процесу. З його появою інформація стає потенційним надбанням більшості людей. Усі глобальні комунікації, пов'язані з телеграфом, телефоном, радіо, телебаченням та комп'ютерною технікою, нині інтегруються в єдине ціле – Інтернет. Йдеться про механізм поширення інформації, об'єднання людей та їх взаємодії незалежно від відстані, тимчасових, державних та багатьох інших кордонів.

Історія Інтернет у Росії

Історію російського Інтернету відраховують з початку 80-х, коли Курчатовський інститут першим у нашій країні отримав доступ до світових мереж. Інтернет у Росії, як й у всьому світі, дедалі більше стає елементом життя суспільства, зрозуміло, дедалі більше роблячись суспільство схожим. Зараз до Інтернету можна потрапити з 300-400 тис. комп'ютерів Росії та СНД, і кількість їх постійно зростає. За сприятливих умов російська аудиторія може виявитися значно більшою, наприклад, німецькою. У Росії вже представлено більшість різновидів Інтернет-сервісів. Деякі (служби новин, наприклад) вже освоєні і майже не поступаються американським. Найзаслуженіші Web-сервери Росії вже можуть похвалитися кількома сотнями тисяч постійних читачів. Це непогано порівняно, наприклад, із діловою паперовою пресою. А якщо порівняти якісні показники аудиторії Інтернет та телеаудиторії, то перевага у багатьох випадках може бути віддана першою. Російська аудиторія Інтернет, якщо не брати до уваги кількості та абсолютного рівня доходів, за іншими параметрами практично не відрізняється від американської. Типові користувачі Web-сервісів відносяться до активного в соціальному та економічному відношенні прошарку населення, схильні до пошуку нових можливостей для розвитку особистості та бізнесу, а також в цілому позитивно ставляться до реформ, що проводяться в Росії. У розвитку російський Інтернет, загалом, повторює етапи розвитку світової мережі. За два останні роки ми здійснили стрибок до майже 2500 нових серверів. Зайдіть в Yahoo, один з найпопулярніших каталогів Інтернет. У розділі регіони (країни) навпроти кожного пункту стоїть число-це кількість посилань. І ви переконаєтесь, як виглядає російський розділ. Швидкість зростання близька до кращих показників у світі, хоч і стримується певною мірою проблемами зв'язку та відносною дорожнечею графіка у вітчизняних мережах Інтернет. Якщо говорити про рівень інформаційного заповнення російського Інтернету, то він, звичайно, міг би бути значно вищим. Інтернет – візитна картка країни. Російський Інтернет повинен об'єднувати всіх російськомовних користувачів, бути охоронцем та розповсюджувачем нашої культури та нашої мови. Необхідно підвищувати комфортність інформаційного простору, де ми живемо одну із складових загального рівня людського життя. До основних проблем російських користувачів можна віднести насамперед: а. відсутність єдиного стандарту (якого, мабуть, ніколи не буде доти, доки Росія не стане провідною світовою державою в галузі комп'ютерних технологій), на кодування символів кирилиці, що призводить до несумісності програм. У результаті, ті, хто розповсюджує в Інтернет текстову інформацію російською мовою, повинні представляти її в декількох кодуваннях, як правило, трьох або чотирьох, для основних операційних систем: MS Windows, UNIX (KOI-8, OS/2, MacOS), що означає збільшення трудових витрат за підготовку документів. Інакше користувач, навіть отримавши доступ до інформації, не зможе нею скористатися. Ь. відсутність у Росії, розвинених систем телекомунікації та низька якість телекомунікаційних послуг. Вартість доступу до Інтернету по комутованих телефонних лініях при швидкості 14400-28800 bps у Москві в середньому становить 3-5 доларів на годину. У США - 1 долар на годину і менше (при незрівнянній якості). Високошвидкісне та якісне з'єднання, що дозволяє використовувати весь потенціал Інтернету російському користувачеві обійдеться в десятки, а іноді й сотні разів дорожче, ніж його американському колезі.

Робота програми в Internet

Програми, що працюють в Internet, будуються на основі технології Java, яка включає мову програмування Java, віртуальну машину Java і Web-броузери, що виконують програми Java. Мова Java найкраще підходить для роботи з HTML-сторінками. Він дозволяє не обмежуватися простим переглядом Web-сторінок, а дозволяє організувати взаємодію інтерактивних програм з користувачем. Технологічне розширення Java - Java DataBase Connectivity (JDBC), призначене для інтрамереж, дозволяє Java-додатку звертатися безпосередньо до сервера, який може бути розташований у локальній мережі. Розроблено концепцію Cascade Style Sheets (CSS), що визначає стилі, що використовуються при розробці HTML-сторінок, їх частин та окремих елементів. З нею можна ознайомитись за адресою http//www.w3org/pub/WWW/TR/WD-style. ActiveX Технологія ActiveX це наступний крок у розвитку OLE, призначена для створення інтерактивних програм для Internet і внутрішніх мереж. Вона підтримує програми на мові Java та OLE-компоненти. ActiveX базується на СОМ (Component Object Model) і дозволяє адміністраторам сторінок під час оформлення документів використовувати звукові та відеоефекти. Керуючі елементи ActiveX забезпечують Windows-програми функціями взаємодії з Web. Модель розподілених об'єктів (Distributed Component Object, DCOM) дає можливість розробникам створювати компоненти додатків, що взаємодіють один з одним через Internet. ActiveX з інтегрованим модулем (plug-in) використовується Internet Explorer 3.0. Кодування символів в Internet Для кодування символів кирилиці в Internet використовуються переважно чотири кодування: КОІ8 (KOI8) - використовується в основному на комп'ютерах з ОС UNIX, але не підтримується Windows. Для вирішення цієї проблеми рекомендується встановлювати додаткові шрифти КОІ і спеціальні драйвери клавіатури типу Cyrwin. СР-1251 - застосовується Microsoft на Windows, набула широкого поширення на PC IBM-сумісних комп'ютерах. СР-866 - застосовується переважно на комп'ютерах з ОС MS-DOS. ISO-8859-5 – застосовується для UNIX-сумісних систем. На більшості серверів знаходять застосування перші два кодування. Проблема підтримки кирилиці в Інтернеті пояснюється тим, що коди російських літер в операційних системах UNIX і Windows не збігаються. Проблеми, що виникають при кодуванні на КОИ8 докладно розглядаються на WWW-сторінці за адресою: http://www.nagural.ru/~ache/koi8.html.

ЕЛЕКТРОННА ПОШТА

Об'єднання комп'ютерів у мережу дозволило по-новому організувати документообіг як у невеликих фірмах, і у великих організаціях. Відпала потреба друкувати на папері документи, над якими працює колектив користувачів. За допомогою відповідного програмного забезпечення колектив користувачів може спільно складати документи, презентації та бази даних передавати їх електронною поштою іншим учасникам проекту, які можуть працювати в цьому ж будинку або в іншому місті, для доповнення та редагування. Почергове розсилання дозволяє вказати порядок проходження повідомлення між учасниками проекту після його доповнення та редагування. Такий метод колективної роботи з документом економить значну частину робочого дня, оскільки треба витрачати час особисті зустрічі для спільної роботи. Сучасне підприємство неможливо уявити без спільного використання даних та розвинених засобів гарантованого захисту інформації. Протоколи, використовувані електронною поштою До найпопулярніших протоколів, які у Internet прийому електронної пошти належить протокол передачі електронних повідомлень Simple Mail Transfer Protocol, SMPT і прийому Post Office Protocol, POP. Підтримка мережевих операційних систем Microsoft прагне зробити Windows найбільш підходящою платформою для телекомунікацій і доступу до Internet. Windows 95 містить велику кількість драйверів мережевих карток та інструментів, призначених для керування мережею. Єдиний інтерфейс користувача практично не залежить від типу мережі, що підтримується. Для роботи з різними мережами потрібно, щоб операційна система підтримувала їх протоколи, тобто. набір правил (мова спілкування комп'ютерів), що використовуються під час передачі інформації. Мережевий протокол визначає способи маршрутизації, методи адресації тощо. Windows 95 має вбудовану підтримку поширених мережевих операційних систем: Windows NT Advanced Server фірми Microsoft, Novell NetWare, LAN Manager, LAN Manager for UNIX, LANServer компанії IBM, 3+Open та 3+Share компанії 3Com, VINES фірми "Banyan, Pathworks фірми Digital Операційна система дозволяє працювати у складі неоднорідної мережі та забезпечує підтримку значної частини 32-розрядних популярних мережевих протоколів: TCP/IP, IPX/SPX та NetBEUI та драйвери ND1S 2.х, З.х або ODI. Protocol/Internet Protocol) використовують під час роботи з глобальними мережами типу Internet і у мережах Microsoft.Протокол IPX дає можливість підключитися до файл-серверам NetWare. У Windows 95 включено підтримку протоколів мереж різних типів: РРР (Poinl-to-Point Protocol). Serial Line Internet Protocol, NRN (NetWare Remote Node) та нового мережного протоколу Point-to-Point Tunneling Protocol (РРТР), розробленого Microsoft спільно з компанією 3Com. Протокол дозволяє створювати віртуальні приватні мережі (VPN) комутованими лініями і пересилати захищені мережеві пакети по Internet. РРТР використовується при організації "тунелю" під час зв'язку віддалених користувачів зі своїми корпоративними мережами через Internet. Відпадає необхідність у соща-пії підприємствами власної глобальної мережевої інфраструктури, щоб уникнути витоку інформації. Гарантований захист інформації забезпечується добре зарекомендованими та перевіреними засобами автентифікації та шифрування, вбудованими в Windows NT Remote Access Service. Недолік Windows 95 полягає в тому, що комутований сервер під керуванням цієї операційної системи встановлює лише одне з'єднання у кожний момент часу. Для забезпечення більш високої продуктивності та гнучкості як сервера віддаленого доступу рекомендується використовувати Windows NT, яка забезпечує до 256 одночасних з'єднань і паралельну маршрутизацію.

У розвитку мережевих технологій явно виділяються три основні тенденції: зростання кількості підключених мобільних клієнтів, вдосконалення наявних та поява нових веб-сервісів та збільшення частки онлайнового відеотрафіку.

«Американці потребують телефону, а ми — ні. У нас є багато посильних. Сер У. Пріс, головний інженер британського поштового відомства, 1878 рік.

«Хто, чорт забирай, хоче чути розмову акторів?» Г.М. Ворнер, Warner Bros, 1927 рік.

"Я думаю, що світовий ринок може досягти п'яти комп'ютерів." Томас Ватсон, керівник IBM, 1943 рік.

«Телебачення не зможе провести на будь-якому захопленому ним ринку та перших шести місяців. Людям скоро набридне дивитися на фанерну скриньку щоночі». Дерріл Занук, 20th Century Fox, 1946 рік.

У першому десятилітті XXI століття Інтернет «змінив статус» із глобальної комп'ютерної мережі на «глобальний інформаційний простір», проявивши себе як у соціальній, так і в економічній сферах та продовжуючи розвиватися. Можливість доступу до Мережі не тільки з комп'ютера, але й з інших пристроїв, зростаюча популярність онлайнових версій традиційно офф-лайнових телекомунікаційних послуг (телефонія, радіо, телебачення), унікальні онлайнові сервіси — все це сприяє зростанню числа користувачів Інтернету і, як наслідок, збільшення трафіку. За прогнозами компанії Cisco, представленими в Індексі розвитку візуальних мережевих технологій, до 2015 року глобальний обсяг трафіку перевищить 50 ексабайт (при 22 ексабайтах в 2010 році). Левову частку у генерації трафіку займе онлайнове відео, обсяг якого у 2011 році вперше перевищив сукупний трафік інших типів (голос+дані). До 2015 року обсяг відеотрафіку становитиме понад 30 ексабайт (при 14-15 ексабайт у 2010 р.). Основним засобом доступу до контенту залишиться Інтернет, при тому, що збільшиться частка трафіку з мобільних пристроїв, які безпосередньо підключені до цієї мережі. Обсяг голосового трафіку збільшиться трохи, т.к. на зміну "телефонному" голосовому спілкуванню йде відеотелефонний зв'язок.

Доступ до ресурсів

Прогнозоване збільшення мережної активності може вплинути на прискорений перехід телекомунікаційних компаній від наявної мережної інфраструктури до реалізації концепції мультисервісної мережі ().

Мал. 1. Концепція мультисервісної мережі

Мультисервісна мережа- це мережеве середовище, здатне передавати аудіо-, відеопотоки та дані в уніфікованому (цифровому) форматі за єдиним протоколом (мережевий рівень: IP v6). Пакетна комутація, яка використовується замість комутації каналів, робить мультисервісну мережу постійно готовою до використання. Протоколи резервування смуги пропускання, управління пріоритетами передачі та якості обслуговування (QоS) дозволяють диференціювати послуги, що надаються для різних типів трафіку. Це гарантує прозоре та одноманітне підключення до мережі та отримання доступу до мережевих ресурсів та сервісів як для існуючих клієнтських пристроїв, так і для тих, що з'являться у найближчому майбутньому. Дротовий доступ у мультисервісній мережі стане ще швидше, а мобільний ще подешевшає.

Інтернет-радіо

Потокове Інтернет-радіо з'явилося наприкінці 90-х років XX ст. і швидко набрало популярності. Провідні радіостанції надали користувачам можливість слухати ефірні програми через браузер. Зі збільшенням кількості мережевих радіостанцій сторонні розробники почали пропонувати користувачам спеціалізовані клієнтські програми — Інтернет-радіо програвачі.

Прикладом Інтернет-програвача є програма «Radiocent». Крім основної функції, онлайн-радіо, цей плеєр надає такі можливості: доступ до десятків тисяч (!) Інтернет-радіостанцій; гнучке керування списком відтворення; пошук музики та радіо онлайн за країнами та жанрами; можливість робити записи з ефіру у форматі mp3. Windows-версію програми Radiocent можна безкоштовно скачати на офіційному сайті.

Інтерфейс програми «Radiocent»

Сервіси

Відеозв'язок стане основним видом абонентського зв'язку, а телебачення переживе трансформацію, внаслідок якої фактично відбудеться злиття телевізора та персонального комп'ютера. ТБ з вбудованим браузером вже є на ринку, а через 3-5 років навіть уже в Росії провайдери будуть представляти не «оцифроване» ефірне телебачення, а справжнє цифрове (інтерактивність + HDTV).

Частка онлайнових мультимедійних сервісів збільшиться, фільми та музика онлайн стане доступнішим та якіснішим.

Ринок програмного забезпечення переміститься у бік програм для мобільних пристроїв, таких як смартфони та планшети. Найбільшої популярності набудуть веб-сервіси, що замінюють традиційно офлайнові програми. Працювати з мережевими пакетами прикладних програм можна буде через Інтернет за моделлю «програмне забезпечення як сервіс». Для ПК розроблятимуться лише 20%-25% програмних продуктів.

Розвиток інтернет-комерції призведе до зростання кількості товарів та послуг, які можна буде замовити у мережевих маркетах. Звичний досвід здійснення покупок може змінитися: не потрібно буде йти в магазин за продуктами. Достатньо буде зі смартфона зайти на сайт супермаркету та зробити замовлення потрібних продуктів, одразу ж зі смартфона його сплатити та дочекатися доставки.

Розвиток інтернет-банкінгу призведе до появи програм «клієнт-банк» для смартфонів. Візування фінансових операцій у такому додатку буде здійснюватися біометрично або сенсорними жестами на тачскріні.

Сервіси «віртуальної реальності» дозволять «побачити» себе в автомобілі моделі, що сподобалася, або «приміряти» одяг певного типу в заданих умовах.

Постійна адреса цієї сторінки:

(Центр прикладних досліджень комп'ютерних мереж)

ЦПИКС - дослідницький проект створення технологій і продуктів для комп'ютерних мереж нового покоління у Росії. Ми розвиваємо та впроваджуємо новітні та перспективні технології в галузі комп'ютерних мереж та інтернету, демонструємо та перевіряємо ефективність цих технологій на завданнях промисловості та бізнесу. Резидент ІТ-кластера інноваційного Фонду "Сколково".

Тенденції розвитку комп'ютерних мереж та Інтернету

Матеріал підготовлений спеціально для журналуSkolkovo Review

Сьогодні неможливо уявити наше життя без Інтернету та інформаційних технологій. Вони міцно увійшли до нашого життя, значно спростивши його. З розвитком інформаційних технологій нам стають доступні нові інструменти, які роблять звичні нам процеси швидше, зручніше та дешевше. Однак ті зміни, які ми зараз бачимо – це лише верхівка айсбергу. Мережеві технології знаходяться лише на початку шляху свого зростання і по-справжньому великі інновації чекають на нас попереду. Отже, яку еволюцію на найближчі десятиліття можна прогнозувати вже сьогодні, бачачи, в якому напрямку йде розвиток комп'ютерних мереж та Інтернету?
1. Зростатиме охоплення аудиторії, Інтернет з'явиться в найвіддаленіших місцях планети.До кінця 2012 р. кількість користувачів Інтернету по всьому світу досягла 2,4 мільярда користувачів по всьому світу. До 2020 р. за прогнозами Національного Наукового Фонду США кількість користувачів Інтернету зросте до 5 млрд. Інтернет стане більш розподіленим географічно. Найбільший приріст користувачів у найближчі 10 років відбуватиметься за рахунок жителів країн, що розвиваються в Африці (зараз використовують не більше 7%), Азії (близько 19%) та Середнього Сходу (Middle East) (близько 28%). Для порівняння нині понад 72% жителів Північної Америки використовують Інтернет. Цей тренд означає, що Інтернет до 2020 року не лише досягне віддалених місць по всьому світу, але й підтримуватиме набагато більше мов і не лише звичну нам кодувальну систему ASCII. Російських користувачів Інтернету, за даними Мінкомзв'язку РФ, на початок 2012 року було 70 млн. чол. За цим показником Росія вийшла на перше місце в Європі та на шосте у світі. Згідно з результатами дослідження агентства РБК.research, рівень проникнення Інтернету в Росії в 2018 році перевищить позначку 80%.
2. В інформаційних технологіях починається епоха програмного забезпечення.Зараз ми переживаємо етап інтелектуалізації «заліза», коли програмне забезпечення стає важливішим за саме обладнання. Промисловість ПЗ зростатиме великими темпами: в 2010р. щорічний темп зростання софту був не меншим за 6%, 2015 р. обсяги ринку досягнуть $365 млрд, чверть з яких припадає на ринок бізнес-додатків. Ринок «заліза» скорочуватиметься: обсяг ринку у 2013 р. становив $608 млрд, темп зростання з 2008 по 2013 негативний -0,7%. До 2018 р. прогнозується зростання на 2,1% переважно за рахунок зростання ринку ПК (він зростатиме на 7,5%) та периферійних пристроїв (принтери, сканери тощо). ХХI століття – це століття бездротових технологій. Лише за 2009 р. кількість абонентів мобільного широкосмугового зв'язку (3G, WiMAX та інші технології високошвидкісної передачі даних) збільшилась на 85%. До 2014 р. прогнозують, що 2,5 млрд людей по всьому світу використовуватимуть мобільний широкосмуговий доступ.
3. Збільшується швидкість передачі даних та пропускна спроможність.На сьогоднішній день швидкість передачі даних у хороших комп'ютерах – 40 Гбіт/сек. Наприклад, 4 томи роману «Війна і Світ» Л.Толстого - близько 40 Мбіт, тобто. у 1000 разів менше! Передати ці 4 томи можна менше ніж за 1 мікросекунду. Але в найближчому майбутньому можна буде передавати дані зі швидкістю світла. Вже сьогодні є технологія WiGik, яка дозволяє на відстані кількох кілометрів передавати інформацію зі швидкістю 7 Гбіт/сек. методом кодування інформації фізично. Так само і з пропускною спроможністю. За даними компанії Cisco, сьогодні одночасно в Skype працює понад 35 млн. користувачів, у Facebook - понад 200 млн, щохвилини на YouTube завантажують 72 години відео. Експерти прогнозують, що до 2015 р. кількість пристроїв у мережі буде вдвічі вищою, ніж населення планети. До 2014 року близько 80% цього трафіку складатиме відеотрафік. Зображення та відео файли, обмін якими постійно відбувається у «всесвітньому павутинні», вимагають вищої пропускної спроможності. І технології розвиватимуться у цьому напрямі. Користувачі будуть спілкуватися та обмінюватися інформацією за допомогою відео та голосу в режимі реального часу. Все більше і більше з'являється мережевих додатків, які потребують взаємодії у часі.
4. Семантичний WEB.Ми правомірно рухаємося у бік «семантичного інтернету», в якому інформації надається певний сенс, що дозволяє комп'ютерам «розуміти» і обробляти її на семантичному рівні. Сьогодні комп'ютери працюють на синтаксичному рівні, на рівні знаків, вони зчитують та обробляють інформацію за зовнішніми ознаками. Термін «семантична павутина» був вперше введений сером Тімом Бернерсом-Лі (один із винахідників Всесвітньої павутини) у журналі «Scientific American». Семантичний WEB дозволить знаходити інформацію щодо пошуку: «Знайти інформацію про тварин, які використовують звукову локацію, але не є ні кажаном ні дельфіном», наприклад.
5. Нові об'єкти передачі.Завдяки розвитку нових технологій можна буде передавати через комп'ютерні мережі те, що раніше видавалося неможливим. Наприклад – запах. Машина аналізує молекулярний склад повітря в одній точці та передає ці дані по мережі. У інший точці мережі цей молекулярний склад, тобто. запах синтезується. Прототип такого пристрою вже випустила американська компанія Mint Foundry, називається вона Olly, поки не надійшла у вільний продаж. Однак, скоро ми зможемо побачити втілення цих можливостей у повсякденному житті.
6. Інтернет стане мережею речей, а не лише комп'ютерів.Сьогодні в мережі Інтернет налічується вже понад 700 мільйонів комп'ютерів (за даними CIA World Factbook 2012). Щороку у користувача збільшується кількість пристроїв, що виходять у мережу: комп'ютери, телефони, планшети тощо. Вже сьогодні кількість IP-адрес перевищує кількість населення Землі (IP-адреси потрібні для роботи побутових приладів). З новою архітектурою комп'ютерних мереж настане ера «інтернету-речей». Речі та предмети взаємодіятимуть через мережі, це відкриє великі можливості для всіх сфер життєдіяльності людини. Одна з найближчих розробок - це "розумний пил" - датчики, розкидані на великій території, що збирають інформацію. Національний Науковий Фонд США прогнозує, що близько мільярдів датчиків на будинках, мостах, дорогах будуть підключені до Інтернету для таких цілей, як моніторинг використання електрики, для забезпечення безпеки тощо. Загалом очікується, що до 2020 р. кількість інтернет-підключених датчиків буде значно більшою, ніж кількість користувачів. Продовження цієї думки можна навести роздуми Вінтона Грея Серфа (американський учений-математик, вважається одним з винахідників протоколу TCP/IP, віце-президент компанії Google): «Припустимо, що всі продукти, які ви кладете в холодильник, мають спеціальний штрих-код або мікрочіп так, щоб холодильник фіксував все, що ви помістили в нього. У такому разі, перебуваючи в університеті або на роботі, ви можете переглядати цю інформацію зі свого телефону, дивитися різні варіанти рецептів, а холодильник запропонував би вам, що сьогодні варто приготувати. Якщо розширити цю ідею, то вийде приблизно така картина. Ви йдете в магазин, і доки ви там знаходитесь, у вас дзвонить мобільний телефон - це дзвонить вам холодильник, який радить, що саме варто купити». «Розумний інтернет» перетворить соціальні мережі (у тому вигляді, що ми маємо сьогодні) на соціальні медіа-системи. У приміщеннях будуть встановлені камери та різні датчики. Через власний обліковий запис можна буде годувати вихованців і запускати пральну машину, наприклад.
7. Роботизація суспільства.Вже сьогодні ми знаємо приклади безпілотних літаючих апаратів, пилососів-автоматів, у Японії «працюють» роботи-поліцейські – всі ці технології виконують свої функції без втручання людини. І з кожним роком проникнення таких машин лише збільшуватиметься. Одне з нерозв'язних задач у обчислювальних технологіях - проблема відтворення комп'ютером мислення. Однак, можна поєднати людський мозок із кібернетичною, комп'ютерною системою. Згадаймо фільм «Робокоп». Вже сьогодні є подібні експерименти, коли протез ноги чи руки людини приєднують до спинного мозку. Згадаймо приклад південноафриканського бігуна Оскара Пісторіуса, який з дитинства позбавлений обох ніг, але на змаганнях обганяє абсолютно здорових конкурентів завдяки карбоновим протезам. За оцінками експертів, перша така «понад людина», кіберорганізмз'явиться ще до 2030 року. Він буде ф ізічно досконалий, стійкий до хвороб, радіації та екстремальних температур.І при цьому він матиме мозок людини.
8. Новий статус людини в Інтернеті.Інтернет змінює побут людини. «Всесвітня павутина» стає не лише майданчиком для отримання інформації та спілкування, а й інструментом реалізації побутових потреб: таких як здійснення покупок, оплата комунальних послуг та ін. Інтернет змінив ставлення людини до держави. Особисте спілкування, персональне звернення до спеціальних служб буде мінімізовано. Подати документи до ВНЗ, викликати швидку, написати заяву до поліції, оформити паспорт – все це вже сьогодні можна зробити електронно. Держава і надалі буде змушена генерувати послуги через мережу Інтернет. Вже сьогодні електронний документообіг по всій країні – найважливіший пріоритет Міністерства зв'язку та комунікацій РФ. Потрібно говорити і про новий статус людини у світі інтернет-технологій. Доступ у мережу стане громадянським правом кожної людини, свято охоронятиметься і контролюватиметься законом поряд з іншими громадянськими свободами. Це недалеке майбутнє. Так, змінюється поняття демократії у суспільстві. Для волевиявлення громадян більше не потрібні спеціальні майданчики, трибуни, ЗМІ. У зв'язку із цим стане і мінімум анонімності. Розкоші міняти паролі та заводити акаунти під неіснуючими іменами, залишати їдкі коментарі під шапкою-невидимкою – швидше за все не стане. Логін/пароль для входу в мережу можуть стати засобом ідентифікації особи, а до нього будуть прив'язані реальні паспортні дані. Причому, швидше за все, це буде не насадження «зверху», як спроба цензури та контролю. А бажання самого суспільства, потреба знизу. Т.к. чим більше життя в інтернеті буде реальним, тим більше прозорості захочеться його користувачам. Репутація людини в житті визначатиме її репутацію і в глобальній мережі, вигаданих біографій не буде. Визначивши дані людини, мережа сама створюватиме фільтри та пропуски до доступу інформацією за віковими обмеженнями, до приватної інформації, до різних сервісів відповідно до платоспроможності та навіть соціальної благонадійності.
9. Зміни ринку праці та сфери освіти.Активне проникнення мережевих технологій та інтернету призведуть до змін на ринку праці та у сфері освіти. Інтернет вже перетворився на глобальний та ключовий інструмент комунікації, він все динамічніше перетворюється з майданчика розваг на майданчик праці. Соціальні мережі, електронна пошта, Skype, інформаційні ресурси, корпоративні сайти та вбудовані в комп'ютер програми прив'язують людей не так до конкретного офісу, як до самого комп'ютера. А тут уже не важливо, звідки ти ним користуєшся: з роботи, з дому, з кафе чи узбережжя Індійського океану. Співробітників, які виконують свою роботу дистанційно, буде дедалі більше. І дедалі більше буде офісів у «кишені», тобто. віртуальних підприємств, які існують лише в Інтернеті. Людей, які здобувають освіту дистанційно через нові формати, що надаються мережею Інтернет – теж. Наприклад, сьогодні у Стендфордському університеті лекцію двох професорів слухають одночасно 25 000 осіб!
10. Інтернет стане «зеленішим».Мережеві технології споживають занадто багато енергії, обсяг його зростає, і експерти сходяться на думці, що майбутня архітектура комп'ютерних мереж має бути більш енергоефективною. За даними Національної лабораторії Лоренса Університету Берклі, кількість енергії, що споживається глобальною мережею, у період з 2000 по 2006 рік подвоїлася (!). Інтернет займає 2% світового споживання електроенергії, що еквівалентно потужності роботи 30-ти атомних електростанцій – 30 млрд. Вт. Тенденція до «озеленення» чи «екологізації» мережі Інтернет прискорюватиметься зі зростанням цін на енергоносії.
11. Кіберзброя та кібервійни.У розвитку інтернет-технологій та можливостей комп'ютерних мереж є й інший бік медалі. Починаючи від кіберзлочинів, пов'язаних із збільшенням в інтернеті електронної комерції, до кібервійн. Кіберпростір вже офіційно визнаний п'ятим «полем бою» (таким як суша, море, повітряний простір і космос). Військово-морські сили США у 2010 році навіть створили кібервійська CYBERFOR, які знаходяться у безпосередньому підпорядкуванні командування ВМС США. Сьогодні під вірусні атаки хакерів потрапляють як ПК рядових користувачів, а й промислові системи, управляючі автоматизованими виробничими процесами. Шкідливий черв'як може бути використаний як шпигунство, а так само диверсій електростанцій, аеропортів та інших життєзабезпечувальних підприємств. Так, у 2010 році комп'ютерний черв'як Stuxnet вразив ядерні об'єкти Ірану, відкинувши атомну програму цієї країни на два роки тому. Застосування шкідливої ​​програми виявилося ефективно порівняно з повноцінною військовою операцією, але за відсутності жертв серед людей. Унікальність цієї програми в тому, що вперше в історії кібератак вірус фізично зруйнував інфраструктуру. Нещодавно, 27 березня цього року відбулася найбільша хакерська атака в історії, яка навіть знизила швидкість передачі даних у всьому Інтернеті. Метою атаки стала європейська компанія Spamhaus, яка займається протидією розсилці спаму. Потужність DDoS-атак склала 300 Гбіт/сек, при тому що потужності в 50 Гбіт/сек вистачає для того, щоб вивести з ладу інфраструктуру великої фінансової організації. Проблема національної безпеки – одне з найважливіших питань, що стоять на порядку денному у розвинутих країнах. Нинішня архітектура комп'ютерних мереж таку безпеку забезпечити не може. Тому індустрія антивірусів/web-захисту та розробки нових технологій із забезпечення безпеки зростатиме з кожним роком.
12. Вихід інтернету та мережевих технологій у космос.Сьогодні мережа Інтернет має планетарний масштаб. На порядку денному – міжпланетний простір, космічний Інтернет.

Міжнародна космічна станція підключена до мережі Інтернет, що значно прискорює процеси роботи та взаємодії станції із Землею. Але звичайне встановлення зв'язку за допомогою оптиковолоконного або простого кабелю, який дуже ефективний у земних умовах, неможливий у космосі. Зокрема, через те, що неможливо застосовувати в міжпланетному просторі звичайний протокол TCP/IP (протокол - особлива «мова» комп'ютерних мереж для «спілкування» один з одним).

Дослідницькі роботи щодо створення нового протоколу, завдяки якому Інтернет міг би функціонувати і на місячних станціях, і на Марсі, ведуться. Так, один із подібних протоколів називається Disruption Tolerant Networking (DTN). Комп'ютерні мережі з цим протоколом вже були застосовані для зв'язку МКС із Землею, зокрема каналами зв'язку були надіслані фотографії солей, які були отримані в стані невагомості. Але експерименти у цій сфері продовжуються.

Інтернет за два з лишком десятки років його розвитку практично не змінювався концептуально та архітектурно. З одного боку, впроваджувалися нові технології передачі, з іншого - створювалися нові послуги, але основна концепція мережі, архітектура комп'ютерних мереж залишаються лише на рівні 80-х минулого століття. Зміни не лише давно назріли, а й життєво потрібні. Т.к. з урахуванням старої архітектури неможливі інновації. Комп'ютерні мережі вже сьогодні працюють на межі своїх можливостей, і те навантаження, яке доведеться випробувати мережам за такого активного зростання, вони можуть просто не витримати. Розвиток та використання всіх перелічених тенденцій можливе лише після впровадження нової, більш гнучкої архітектури комп'ютерних мереж. У всьому науковому ІТ-світі це питання №1.

Найперспективніша на сьогодні технологія/архітектура комп'ютерних мереж, яка здатна вивести з кризи - це технологія програмно-конфігурованих мереж (softweredefinednetwork). У 2007 році співробітниками університету Стенфорда та Берклі була розроблена нова «мова» спілкування комп'ютерних мереж. протокол OpenFlowта новий алгоритм роботи комп'ютерних мереж – ПКС технологія . Її основна цінність у тому, що вона дозволяє уникнути «ручного» управління мережею. У сучасних мережах функції управління та передачі даних поєднані, що робить контроль та управління дуже складним. ПКС-архітектура поділяє процес управління та процес передачі даних. Що відкриває колосальні можливості для розвитку інтернет-технологій, оскільки ПКС ні в чому нас не обмежує, виводячи на перший план програмне забезпечення. У Росії її вивченням ПКС займається Центр прикладних досліджень комп'ютерних мереж.

Не можна осягнути неосяжне.

Козьма Прутков

Майбутнє Ethernet

Величезні вкладення, зроблені у всьому світі в мережі на базі Ethernet та програмне забезпечення для них (за статистичними даними, понад 50% всіх локальних мереж у світі використовують Ethernet) штовхають розробників та виробників мережного обладнання на пошук шляхів продовження його життя. Основний мінус Ethernet сьогодні – повільність. 10 Мбіт/с на сегмент, які треба ще поділити між усіма підключеними комп'ютерами, - у вік відеоконференцій та комп'ютерної графіки це нікого не влаштовує.

Перше рішення, що з'явилося близько року тому, полягає в тому, що на місце хаба міститься так званий Ethernet Switch. Зовні ідентичний хабу, Switch має деякі властивості багатопортового бриджу. Він використовує те, що більшість пакетів Ethernet явно містять адресу одержувача. Якщо такий пакет буде переданий одержувачу без повідомлення решти абонентів мережі, нічого страшного не станеться - він їм і не призначався. Саме таким чином функціонують бриджі, але у них зазвичай лише два порти.

Сучасний Ethernet Switch може мати до 16 портів і робити передачу пакета між будь-якими двома незалежно від інших. Наприклад, якщо на порт 1 надійшов пакет, одержувач якого підключений до порту 8 (рис. 6), і одночасно з ним на порт 6 надійшов пакет для одержувача на порту 2, Switch передасть їх обидва одночасно. У випадку звичайного хаба це викликало б колізію і пакети повинні були б бути передані послідовно. Пікова пропускна здатність 8-портового Switch-a може досягати 40Мбіт/с, а 16-портового 80 Мбіт/с (4 або 8 пакетів, що одночасно пересилаються).

Switch дозволяє значно розширити сумарну смугу пропускання мережі, проте він не збільшує теоретичну межу для одного підключення - на кожному з його портів доступні ті самі 10 Мбіт/с. До переваг цього рішення слід віднести те, що воно не вимагає заміни мережевих адаптерів у комп'ютерах, заміні підлягає лише хаб. Це означає, що перехід не буде надто обтяжливим з фінансової точки зору.

Наступне рішення - повнодуплексний Ethernet, який знаходиться на стадії затвердження стандарту, вимагатиме для свого використання як нового хаба, так і нового мережевого адаптера. Ідея цього методу полягає в тому, що передача пакетів в 10 Base T Ethernet в комп'ютер і з нього здійснюється з різних дротів. Тому виникає можливість одночасного пересилання двох пакетів, якщо вони йдуть у різних напрямках. Так можна збільшити пропускну здатність мало не вдвічі. (Для традиційного коаксіального кабелю це, звісно, ​​неможливо. Треба сказати, що сьогодні конструкторська думка мало уваги приділяє модифікації системи з коаксіальним кабелем. Увага зосереджена на кручений парі). Перші хаби та адаптери, які використовують цей механізм, мають з'явитися у найближчі рік – два.

Найбільш революційний підхід, що також розглядається в комітетах за стандартами, пропонує збільшення швидкості передачі в мережах Ethernet на основі крученої пари до 100 Мбіт/с. Це можливо, якщо використовувати провід відповідної якості. У розгляді знаходяться два проекти, які по-різному підходять до механізму передачі. Хоча тут робота і не так сильно просунута, але потреба ринку в такому рішенні, мабуть, призведе до появи перших промислових зразків у найближчі роки.

Розглянуті приклади можуть викликати подив - навіщо збільшувати пропускну спроможність застарілої мережі? Ще можна зрозуміти, коли таке збільшення не вимагає заміни інтерфейсів у комп'ютерах, але вже якщо їх все одно треба міняти - чому б відразу не використовувати швидкісні (і вже існуючі) мережі, наприклад FDDI. Не слід забувати, що крім апаратної можливості передати дані існує ще й програмна сторона – завжди є програми, які власне і передають дані. Багато існуючих програмних засобів написані для протоколу Ethernet і суттєво використовують його властивості. Включення підтримки нових протоколів у найближчому майбутньому малоймовірне (попит не дуже великий).

У разі ж затвердження нових видів Ethernet та появи відповідних апаратних засобів, зміни торкнуться насамперед тієї частини, в якій вони (інтерфейси та хаби) спілкуються між собою, та ж сторона, якою вони звернені до комп'ютера та користувача не зазнає значних змін (або взагалі не зміниться), дозволяючи використовувати наявні програмні засоби.

АТМ-Asynchronous Transfer Mode

При написанні цієї частини виникли серйозні проблеми - які нові мережі слід вибрати для розгляду? При великій кількості вже існуючих і зароджувальних стандартів - FDDI, Frame Relay, DQDB, SMDS, та ін - зрозуміла неможливість навіть короткого опису їх усіх у цьому огляді, який ми зовсім не планували як довідник. Які тоді вибрати?

Зрештою вирішено було зупинитися на АТМ, по-перше, через принципово нові підходи, які використані при її розробці, по-друге, через ту роль, яку вона має зіграти у перетворенні світу локальних мереж, і, нарешті, через те, що вона схоже вже отримала свій "вотум довіри", а виробники кинулися наввипередки в оголошеннях нових і нових продуктів і розробок (а потенційні покупці досить потирають руки.).

АТМ (Asynchronouns Transfer Mode) зародилася у лабораторіях АТ&Т ще 1980г. як технологія, здатна забезпечити передачу різних видів інформації (тоді - телефонний сигнал та дані). Довгий час АТМ розвивалася як базовий рівень для Broadband ISDN (Broadband ISDN – стандарт телекомунікаційної мережі, призначеної для передачі різнорідних даних з дуже високими швидкостями (сотні Мбіт/с). На відміну від Primary Rate ISDN (до 2-х Мбіт/с) та Basic Rate ISDN (144 Кбіт/с), які широко поширені вже зараз, Broadband ISDN має набути поширення до середини 90-х у міру розвитку технології та потреб абонентів телекомунікаційних мереж.), проте зараз є цілком самостійною технологією. Створено та активно займається розвитком АТМ та стандартизацією інтерфейсів спеціальний комітет – АТМ Форум.

Структура АТМ досить проста (рис. 7), в основі її лежить мережа з АТМ Switch-їй (у найпростішому випадку він може бути один), з'єднаних між собою високошвидкісними (зазвичай оптоволоконними) каналами зв'язку. Мережа АТМ Switch-єю є високошвидкісний комутатор для пакетів, що надходять за зовнішніми інтерфейсами від зовнішніх пристроїв - бриджів, рутерів, окремих комп'ютерів або іншого обладнання.

У чому привабливість АТМ? Всі існуючі зараз локальні мережі - Ethernet, Token Ring, FDDI та інші - поділяють один недолік: вони мають фіксовану смугу пропускання. Для Ethernet вона становить 10 Мбіт/с, для Token Ring – 4 або 16 Мбіт/с, для FDDI – 100 Мбіт/с. Всі користувачі мережі ділять між собою цю смугу і підключення нових неминуче веде до зменшення частки кожного. Не так в АТМ, тут підключення нового користувача нітрохи не погіршує положення - кожен отримує в своє розпорядження інтерфейс з гарантованою смугою пропускання (типово -100-150 Мбіт/с, але може бути і меншим і значно більшим), яка не залежить від активності інших користувачів. Це досягається тим, що швидкість комутації пакетів в АТМ Switch на 1-2 порядку перевищує швидкість інтерфейсів, досягаючи одиниць та десятків Гбіт/с.

Такі високі швидкості комутації стали можливі завдяки розвитку технології, так і нетрадиційному підходу до інкапсуляції даних в пакети. АТМ використовує пакети (у термінології АТМ - cell, осередок) невеликого та фіксованого розміру - 53 байти, з яких 5 байт відводяться під службову інформацію та 48 - під дані. Використання пакетів фіксованої довжини дозволяє значно спростити алгоритми буферизації в апараті мережі і використовувати буфера фіксованого розміру. Спрощення алгоритмів буферизації дозволяє реалізувати їх апаратно, багаторазово підвищуючи продуктивність.

Слід зазначити, що, хоча пакети фіксованої довжини зручні, дозволяючи досягати високої швидкості передачі, проте існуючі сьогодні протоколи, як високого рівня - TCP/IP, і низького, наприклад, Ethernet, використовують пакети змінної довжини. Тому підключення до АТМ існуючих мереж вимагає, щоб відповідні пристрої - бриджі та рутери - забезпечували розбиття та збирання пакетів. Тим самим вони повинні взяти на себе значну частину навантаження, дозволяючи АТМ Switch-ам ефективно працювати. Іншим наслідком використання пакетів малого фіксованого розміру є невеликі та добре передбачувані затримки пакетів у мережі. Це саме та вимога, яка пред'являється до мережі передачі програмами, що використовують, аудіо або відео інформацію. АТМ – фактично перша мережа, яка здатна справді повноцінно забезпечити підтримку додатків, які використовують Multimedia.

Більше того, АТМ здатна в майбутньому замінити численні комунікаційні мережі, які зараз існують. Маючи величезну пропускну спроможність і будучи відмінно пристосованою для передачі різнорідної інформації (аудіо, відео, факс, дані, тощо), АТМ здатна об'єднати в собі як існуючі телефонну та комп'ютерні мережі, так і комунікаційні структури, що виникають, для проведення телеконференцій і багато що інше.

Крім вирішення найгострішої проблеми недостатньої пропускної спроможності сучасних мереж, АТМ пропонує також кошти на спрощення іншого завдання - переконфігурації мережі. У сучасних мережах логічні та фізичні структури тісно пов'язані. Зміна фізичної структури - наприклад, переїзд частини відділу на нове місце, - тягне у себе зміна і логічної структури: створення нової підмережі, перепризначення мережевих адрес, переконфігурацію рутерів, визначення нових прав доступу тощо. У тій чи іншій формі ці проблеми притаманні всім сучасних локальних мереж.

АТМ визначає звані віртуальні сполуки - логічні зв'язки між підключеними до АТМ мережами. Дві або більше мережі, підключених до АТМ через бридж (рис. 8), логічно утворюють одну мережу, не помічаючи присутності Switch-a між ними.

Тим самим логічна структура мережі виявляється незалежною від географічного розташування складових її частин. Адміністратор мережі отримує можливість створювати логічні мережі, практично не обмежені реальним фізичним розташуванням складових їх елементів.

За оцінками експертів, перший час установки АТМ будуть здійснюватися в рамках локальних мереж, як правило, як Backbone, де АТМ замінить FDDI та "товстий" Ethernet, хоча немає жодних перешкод і для підключення окремого комп'ютера, і для використання АТМ як глобальна мережа . У майбутньому АТМ обіцяє взагалі стерти грань, яка сьогодні розділяє локальні та глобальні мережі.