особенностью Internet является то, что здесь возможно общение не только с людьми, но и с базами данных и знаний. Сегодня современная экономика и жизнь людей просто немыслимы без этого средства коммуникаций.
Только 30 лет
Internet – это средство обмена информацией, представляющее собой Всемирную сеть, объединяющую более 100 тысяч локальных вычислительных сетей, к которым подключено (на конец 2001 года) более 1 млрд. компьютеров. Само наименование Internet означает «межсетевая сеть», иногда Сеть называют «сетью сетей», подчеркивая тем самым ее «конфедеративность». Все компьютеры и локальные сети взаимодействуют между собой на основе единого протокола обмена данными, что позволяет унифицировать передачу информации между различными компьютерными платформами: Microsoft Windows (примерно 70 % компьютеров, работающих в Internet, базируется на этой платформе), Apple Macintosh (20 %) и открытыми платформами класса UNIX (10 %).
У Internet несколько дней рождения, один из них – 2 января 1969 года. В этот день Управление перспективных исследований (ARPA – Advanced Research Projects Agency) Министерства обороны США начало работу над проектом связи компьютеров оборонных организаций. В результате исследований была создана сеть ARPANET (окончание NET – от слова Network – «сеть»), в основе функционирования которой лежали принципы, позже использованные в Internet. Следующим этапом в развитии Internet было создание сети Национального научного фонда США (NSF). Сеть, названная NSFNET, объединила научные центры Соединенных Штатов. При этом основой сети стали пять суперкомпьютеров, соединенных между собой высокоскоростными линиями связи. Все остальные пользователи [124] подключались к сети и могли использовать возможности, предоставляемые этими компьютерами.
В 1989 году сотрудник Европейской лаборатории физики частиц (CERN) Тим Бернерс-Ли, занимавшийся проблемой информационного обмена между физиками-ядерщиками с помощью компьютерных систем, сделал попытку применить для этой цели гипертекст. В следующем году он разработал протокол HTTP, управляющий потоками информации в WWW, адресную систему ULR и язык создания гипертекстов HTML. 28 октября 1991 года Бернерс-Ли объявил об открытии списка адресов WWW – этот день также можно считать днем рождения Всемирный паутины. А уже в декабре 1992 года Национальный центр по суперкомпьютерным приложениям США объявил о создании первого Web-сервера.
Однако в истории создания WWW было еще одно событие, которое окончательно расставило точки над «i». В 1993 году Марк Андриессен из университета штата Иллинойс создал первую программу-навигатор для путешествия в среде Web и назвал ее Mosaic. Этот браузер дает возможность работать как с текстами, так и с графикой в Internet.
Структура Сети
В общем случае Internet осуществляет обмен информацией между любыми двумя компьютерами, подключенными к Сети. В Internet можно выделить два вида компьютеров – серверы и клиенты. Серверы [125] – это мощные, надежные машины, работающие 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Они постоянно соединены с Internet и готовы предоставлять сервис – доставлять документы или пересылать почту, отвечая при этом на десятки и сотни запросов одновременно. Как правило, они работают под управлением того или иного варианта операционной системы UNIX. Серверы также называют хостами или сайтами от английского слова site («место, местонахождение»), особенно применительно к Web-сайтам.
Клиенты – это те персональные компьютеры [126] , за которыми сидят пользователи. Здесь нет таких требований к надежности – в случае сбоя никто, кроме пользователя, от этого не пострадает. Часто такой компьютер не соединен с Internet постоянно, а подключается по мере необходимости (по коммутируемым линиям связи, например по модему через телефонную сеть).
Та же самая терминология относится и к программам – существует клиентское программное обеспечение, которое взаимодействует с пользователем и формирует запрос, и серверное программное обеспечение, которое отвечает на такие запросы. Эти запросы формируются в соответствии с протоколом.
Отличительной особенностью Сети является высокая надежность. Как и любая другая компьютерная сеть, Internet состоит из множества серверов, соединенных между собой линиями связи и установленных на этих серверах программ. При выходе из строя части компьютеров и линий связи Сеть будет продолжать функционировать. Такая надежность обеспечивается тем, что в Internet нет единого центра управления. Если выходят из строя некоторые линии связи или серверы, то сообщения будут переданы по другим линиям связи, т. к. всегда имеется несколько путей передачи информации.
Пользователи Internet подключаются к Сети через компьютеры специальных организаций, которые называются поставщиками услуг Internet. К Сети могут подключаться как отдельный компьютер, так и локальная сеть. В последнем случае можно считать, что к Internet подключены все компьютеры данной локальной сети. Соединение может быть постоянным или временным. Поставщики услуг Internet имеют множество линий для подключения пользователей и высокоскоростные линии для связи с остальной частью Internet. Часто мелкие поставщики подключены к более крупным, которые, в свою очередь, подключены к другим поставщикам. Все организации, соединенные друг с другом самыми скоростными линиями связи, образуют базовую часть Сети (Backbone – «хребет»). Соединения между серверами [127] в базовой части Сети выполнены с использованием различных линий связи, в основном на оптоволоконных кабелях и спутниковых каналах связи. Упрощенно Internet можно представить в виде размытой структуры, образованной серверами и соединяющими их линиями связи (рис. П2). К серверам подключаются компьютерные сети пользователей.
Рис. П2. Структура Internet
Протоколы
В Internet используются два основных понятия: протокол и адрес. В общем случае протокол – это правила взаимодействия. Сетевой протокол предписывает правила работы компьютерам, которые подключены к сети. Стандартные протоколы позволяют разным компьютерам, работающим под управлением различных операционных систем, общаться между собой. Для каждой из служб Internet существует свой протокол.
Описать в одном протоколе все правила взаимодействия практически невозможно. Поэтому сетевые протоколы строятся по многоуровневому принципу. На нижнем уровне описываются правила передачи небольших порций информации с одного компьютера на другой, т. к. отслеживать правильность передачи небольших частей информации значительно проще. Если какая-либо часть информации была искажена помехами при передаче, то на этом уровне запрашивается повтор передачи только искаженной части. Протокол следующего уровня описывает, как большие массивы данных разбить на небольшие части и собрать обратно. При этом небольшие части пересылаются с помощью протокола нижнего уровня. На следующем, более высоком уровне описывается передача файла. При этом используются протоколы нижних уровней. Таким образом, для реализации нового протокола высокого уровня в Internet не требуется знать особенности функционирования сети, а надо уметь пользоваться протоколами более низкого уровня.
На нижнем уровне используются два тесно взаимосвязанных протокола: IP – Internet Protocol (Протокол Internet) и TCP – Transmission Control Protocol (Протокол управления передачей), которые часто объединяют и говорят, что в Internet базовым протоколом является TCP/IP. Протоколы TCP/IP обеспечивают передачу информации между двумя компьютерами. При передаче информации с одного компьютера на другой протокол TCP разбивает информацию на порции и нумерует их, чтобы при получении можно было правильно собрать информацию. Далее с помощью протокола IP все части передаются получателю, где с помощью протокола TCP проверяется, все ли части получены. При этом скорость и пути прохождения разных пакетов могут быть различными: в Internet неизвестны пути прохождения информации, но правильно оформленные IP-пакеты доходят до получателя. После получения всех частей TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое. Для протокола TCP не имеет значения, какими путями информация путешествует по Сети. Этим занимается протокол IP. К каждой полученной порции информации IP добавляет служебную информацию, из которой можно узнать адреса отправителя и получателя информации.
Все остальные протоколы Internet строятся на основе протоколов TCP/IP, которые также называют протоколами транспортного уровня. Протоколы служб Internet называются протоколами уровня приложений. Они и реализуют разные услуги Сети.
Глобальные имена и указатели ресурсов
Даже при временном соединении по коммутируемому каналу компьютеру выделяется уникальный адрес, называемый IP-адресом. В любой момент времени все компьютеры, подключенные к Сети, имеют разные адреса, которые однозначно определяют местонахождение компьютера в Сети. Эти адреса используются при пересылке информации протоколами TCP/IP. Пользователи, как правило, задают имена. Хотя нет центра управления Сетью, но есть организации, занимающиеся проверкой и выдачей адресов. Цифровые адреса в Internet состоят из четырех целых чисел, каждое из которых не превышает 256. При записи числа отделяются друг от друга точками, например: 151.2.56.10. Адрес состоит из нескольких частей. Начало адреса определяет часть Internet, к
