3. Виды подключений
для выхода в Интернет
Подсоединение к Интернету
для каждого конкретного пользователя
может быть реализовано различными способами:
от полного подсоединения по локальной
вычислительной сети (ЛВС) до доступа к
другому компьютеру для работы с разделением
и использованием программного пакета
эмуляции терминала.
Диапазон услуг, предлагаемых Интернетом,
достаточно широк. Можно воспользоваться:
электронной почтой, электронными досками
объявлений, пересылкой файлов, удаленным
доступом, каталогизирующими программами
и т.д. Для получения полного набора услуг
у пользователя должно быть подсоединение
по протоколу ТСР/IP. Это необходимо для
того, чтобы компьютер пользователя был
частью сети и мог устанавливать контакт
с любой сервисной программой, имеющейся
в Интернете.
Фактически выход в Интернет может быть
реализован несколькими видами подключений:
- доступ по выделенному каналу;
- доступ по ISDN (Integrated Services Digital Network-цифровая сеть с интегрированными услугами);
- доступ по коммутируемым линиям;
- с использованием протоколов SLIP и PPP.
Корпорациям и большим
организациям лучше всего использовать
доступ по выделенному каналу. В
этом случае возможно наиболее полно использовать
все средства Интернета. Поставщик сетевых
услуг при этом сдает в аренду выделенную
телефонную линию с указанной скоростью
передачи и устанавливает специальный
компьютер – маршрутизатор для приема
и передачи сообщений от телекоммуникационного
узла организации. Это дорогостоящее подключение.
Однако, установив такое соединение, каждый
компьютер ЛВС-организация является полноценным
членом Интернета и может выполнять любую сетевую функцию.
ISDN-это сеть, обеспечивающая полностью
цифровые соединения между оконечными
устройствами для поддержания широкого
спектра речевых и информационных услуг.
По своей сути ISDN-это цифровой вариант
аналоговых телефонных линий с коммутацией
цифровых потоков, или, иначе, сеть из цифровых
телефонных станций, соединенных друг
с другом цифровыми каналами. Т.е., выражаясь
более простым языком, привлекательность
ISDN заключается в возможности одновременного
обмена речь, текстом, данными и подвижным
изображением по стандартным аналоговым
телефонным линиям с более высокими скоростями
передачи, чем у обычных модемов, и по цене
значительно меньшей, чем у арендуемых
линий. При этом гарантируется высокое
качество и высокая надежность передачи,
а также широкий набор сервисных функций.
Любому человеку, будь то специалист, работающий
дома, или сетевой администратор крупной
корпорации, необходима возможность передавать
речевые, цифровые и видеоданные по телефонным
линиям быстро и недорого. Перечисленные
выше возможности ISDN позволяют широко
использовать данную технологию в самых
различных областях современной жизни.
Именно поэтому ISDN заслуживает самого
серьезного внимания и наверняка будет
широко распространяться в будущем. Помимо
применения ISDN в качестве привычного средства
телефонной связи, цифровая технология
передачи сигналов является идеальной
системой для многих предприятий и фирм
в плане работы с удаленными пользователями,
а также для организации эффективного
доступа в Internet, организации видеоконференций
и т.д.
Наиболее простой и дешевый способ получения
доступа к сети (Dial-up Access)осуществляется
по коммутируемым линиям. В этом случае
пользователь приобретает права доступа
к компьютеру, который подсоединен к Интернету
(хост - компьютеру или узлу Интернета).
Войдя по телефонной линии (при этом используется
модем и программное обеспечение для работы
в коммутируемом режиме) с помощью эмулятора
терминала в удаленную систему, необходимо
в ней зарегистрироваться и далее уже
можно пользоваться всеми ресурсами
Интернета, предоставленными удаленной
системе. Пользователь в таком режиме
арендует дисковое пространство и вычислительные
ресурсы удаленной системы. Если требуется
сохранить важное сообщение электронной
почты или другие данные, то это можно
сделать в удаленной системе, но не на
диске пользовательского компьютера:
сначала нужно записать файл на диск удаленной
системы, а затем с помощью программы передачи
данных перенести этот файл на свой компьютер.
При таком доступе пользователь не может
работать с прикладными программами, для
которых нужен графический дисплей, так
как в такой конфигурации с компьютера,
подсоединенного к Интернету, нет возможности
передать графическую информацию на компьютер пользователя.
При дополнительных финансовых затратах
и в коммутируемом режиме можно получить
полный доступ к Интернету. Это достигается
применением протоколов SLIP и PPP. Один называется
«межсетевой протокол последовательного
канала» (Serial Line Internet Protocol- SLIP), а другой
- «протокол точка-точка» (Point-to- Point Protocol-
PPP). Одно из главных достоинств SLIP и PP состоит
в том, что они обеспечивают полноценное
соединение с Интернетом. Пользовательский
компьютер не использует какую-то систему
как «точку доступа», а непосредственно
подключается к Интернету. Но для подключения
средних и больших сетей к Интернету эти
протоколы не подходят, поскольку их быстродействия
недостаточно для одновременной связи со многими пользователями.
Современные сети создаются по многоуровневому
принципу. Передача сообщений в виде последовательности
двоичных сигналов начинается на уровне
линий связи и аппаратуры, причем линий
связи не всегда высокого качества. Затем
добавляется уровень базового программного
обеспечения, управляющего работой аппаратуры.
Следующий уровень программного обеспечения
позволяет наделить базовые программные
средства дополнительными необходимыми
возможностями. Расширение необходимых
функциональных возможностей сети путем
добавления уровня за уровнем приводит
к тому, что пользователь ,в конце концов
получает по-настоящему дружественный и полезный
инструментарий.
Моделью Интернета можно считать почтовое
ведомство, представляющее собой сеть
с коммутацией пакетов. Там корреспонденция
конкретного пользователя смешивается
с другими письмами, отправляется в ближайшее
почтовое отделение, где сортируется и
направляется в другие почтовые отделения
до тех пор пока не достигнет адресата.
4. Протоколы передачи
данных
В настоящее время не ослабевает
рост интенсивности потоков пользовательской
информации, а следовательно, и эффективности
ее обработки. Глобальная сеть интернет
изменила способ представления информации,
собрав на своих серверах все ее
виды: текст, звук, графику, видео. Фактически
создание любой локальной сети тем или
иным способ затрагивает необходимость
обращения к ресурсам Интернет, т.е. приводит
к необходимости регулирования процессов
межсетевого взаимодействия. Для поддержки
таких процессов было создано семейство
протоколов, которое в дальнейшем было
названо стеком протоколов (TCP/IP- Transmission
Control Protocol/Internet Protocol). Основными задачами
этого семейства протоколов являются
следующие:
- распознавание сбоев в сети и восстановление ее работоспособности;
- распределение ресурсов сети между отдельными пользователями и уменьшение потоков данных при ее перезагрузке;
- отслеживание задержки и потери пакетов; определение ошибок в переданных сообщениях и использование методов коррекции;
- обеспечение упорядоченного движения пакетов в сети.
Протоколы TCP/IP обеспечивают
пользователям два основных преимущества.
1. Дейтаграммный механизм доставки пакетов.
Маршрут передачи небольшой части сообщения
(пакета) определяется на основании адресной
информации, входящей в его состав, а доставка
отдельных частей осуществляется независимо
друг от друга по различным маршрутам.
Такой тип доставки делает протоколы TCP/IP
легко адаптируемыми к широкому диапазону
сетевого оборудования. 2. Надежные
транспортные потоки. Большинство приложений
требует от программного обеспечения
автоматического восстановления ошибок,
возникающих в процессе передачи. Надежные
транспортные потоки позволяют устанавливать
логическое соединение между приложениями,
а затем посылать по этому соединению большие объемы данных.
Колоссальный рост сети Интернет и желание
абонентов пользоваться услугами глобальной
сети способствовали непрерывному и упорядоченному
развитию протоколов TCP/IP. Координационный
совет сети Интернет (IAB-Internet Activities Board)
разработал серию документов RFC (Reguests For
Comments), описывающих сетевые услуги и их
реализацию, в том числе стандарты
TCP/IP. При этом следует иметь в виду, что
протоколы TCP/IP всегда публикуются в виде
документов RFC, но не все документы RFC определяют
стандарты протоколов. Содержание
документов RFC подразделяется на две части:
- состояние стандартизации: стандарт утвержден, стандарт предложен к рассмотрению, предложен экспериментальный протокол, протокол устарел и в настоящее время не используется;
- статус протокола, требуется для внедрения, рекомендуется для внедрения, может внедряться производителем по выбору, не рекомендуется к внедрению.
Стек TCP/IP можно разделить
на четыре уровня. Самый нижний уровень
-сетевого интерфейса (уровень IV) соответствует
физическому и канальному уровням модели
ВОС. Этот уровень отвечает за прием дейтаграмм
и их передачу по выбранному маршруту.
Он поддерживает протоколы физического
и канального уровней широко распространенных
локальных и глобальных сетей, таких как Ethernet, Token ring, FDDI, X.25.
Сетевой уровень (уровень III) определяет
межсетевое взаимодействие, принимая
от вышестоящего уровня запрос отправителя
на посылку пакета вместе с адресом получателя,
помещая пакет в дейтаграмму и при необходимости,
используя алгоритм маршрутизацию на
приемной стороне механизмы сетевого
уровня извлекают пакет из дейтаграммы
и определяют, какой из протоколов вышестоящего
уровня необходим для дальнейшей обработки.
Основной задачей транспортного
уровня (уровня II) является обеспечение
взаимодействия между приложения, для
чего используется механизм подтверждения
правильно принятых пакетов и повторная
передача искаженных или утерянных пакетов.
Транспортный уровень принимает информацию
от нескольких приложений и предает ее
на нижестоящий уровень, добавляя служебную
информацию, предназначенную для борьбы
с ошибками.
Наконец вершиной TCP/IP является прикладной
уровень (уровень I), на котором реализованы
широко используемые приложения: протокол
передачи файлов между удаленными системами,
протокол эмуляции удаленного терминала,
почтовый протокол и др. Каждая прикладная
программа выбирает тип транспортировки
(либо непрерывный поток сообщений, либо
последовательность пакетов) и передает
данные на транспортный уровень в требуемой
форме. Упрощенно пересылка
сообщения между приложениями состоит
в последовательной передаче его вниз
через соседние уровни стека отправителя,
далее по уровню сетевого интерфейса (уровню
IV) стека TCP/IP или физическому уровню модели
ВОС и, наконец, приеме сообщения получателем
и передаче его вверх по протокольным
уровням.
Практически ситуация оказывается несколько
сложнее. В структуре TCP/IP существует наиболее
значимый - сетевой уровень, в основу, которого
положен Интернет-протокол (IP). Каждый
уровень стека принимает решение о корректности
принятого сообщения и производит определенное
действие, основываясь на значении его
адреса и типе. Интернет-протокол способен
взаимодействовать с несколькими протоколами
более высокого уровня и несколькими сетевыми
интерфейсами. Таким образом, процесс
передачи сообщений практически выглядит
следующим образом. Отправитель передает
сообщение, которое на сетевом уровне
(уровне III) помещается IP в дейтаграммы
и посылается в сеть отправителя. В промежуточных
устройствах дейтаграммы передаются вверх
до сетевого уровня, на котором IP отправляет
их обратно вниз, в сеть получателя. В оконечной
сети IP выделяет сообщение из дейтаграмм
и передает его на верхние уровни.
Исходя, из сказанного рассматривать принципы
функционирования TCP/IP целесообразно начиная
именно с сетевого уровня.
Название передаваемого блока данных
зависит от того, на каком уровне он находится.
При нахождении блока на сетевом уровне
его называют кадром. Если блок данных
находится между уровнем сетевого интерфейса
и сетевым уровнем, он называется дейтаграммой.
Блок данных, находящийся между транспортным
и сетевым уровнями, называется IP- пакетом.
Наконец, данные верхнего - прикладного уровня
называются сообщениями.
Интернет- протокол является
основополагающим протоколом всего TCP/IP.
Реализуя механизмы прохождения информации
по различным сетям, он выполняет следующие основные функции:
- определение базового блока передачи данных- дейтаграммы, ее формата и значений полей в заголовках;
- фрагментацию дейтаграммы и ее обратного восстановления;
- надежную доставку дейтаграммы получателю;
- обеспечение логической адресации устройств в сети;
- поддержку маршрутизации.
Любая дейтаграмма состоит
из заголовка и поля данных, следующего
сразу за заголовком. Фрагментация
большей дейтаграммы заключается
в разделении ее на несколько частей.
В большинстве сетей определен
максимальный размер передаваемого
блока (MTU-Maximum Transmission Unit), например, в сети
Ethernet он составляет 1500 байт, а в сети FDDI-4096
байт. Пусть, например, отправителю необходимо
передать сообщение длиной 5700 байт из
сети, в которой ограничение на максимальный
размер кадра составляет 4096 байт, в сеть,
где аналогическое значение-1500 байт. При
поступлении блока на сетевой уровень
Интернет - протокола делит его на две
равные дейтаграммы, установив в первой
из них отличный от нуля флаг фрагментации.
Значение флага фрагментации во второй
дейтаграмме равно нулю, что указывает
на то, что это последний фрагмент сообщения.
Размер каждой дейтаграммы составляет
2850 байт плюс заголовок 20 байт (при отсутствии
опций), что укладывается в кадр сетевого
уровня.
В сетях, построенных на базе TCP/IP, оконечные
устройства (мобильный терминал, персональный
компьютер, коммуникационный сервер и
др.) имеют уникальный адрес, позволяющие
идентифицировать эти устройства в сетевом
пространстве. Адресация осуществляется
с использованием трех уровней:
- физический адрес узла, определяемого технологий, по которой построена сеть. Формат физического адреса предполагает 6 байт; при этом старшие 3 байт определяют фирму-производителя. А младшие 3 байт уникальны и назначаются производителем в качестве идентификатора конкретного устройства;
- IP-адреса, используемого на сетевом уровне модели ВОС и состоящего из четырех байт. IP-адрес назначается независимо от физического адреса, и именно он является определяющим при рассмотрении процессов межсетевого взаимодействия;
- Символьного адреса, назначаемого сетевым администратором и предназначенного для удобства запоминания и обращения.
На самом деле IP-адрес
состоит из двух четырехбайтовых частей:
собственно адреса и маски сети, которая
несет информацию о том, какая часть адреса
принадлежит главной сети, а какая - подсети.
Если терминалы принадлежат одной и той
же подсети, то они могут устанавливать
между собой прямое соединение по Интернет
- протоколу, если же они принадлежат различным
подсетям, необходима маршрутизации.
Протокол управления передачей (TCP-Transmission
Control Protocol) предназначены в качестве транспортного
средства при взаимодействии удаленных
устройств, работающих в пакетных сетях.
Функционируя на транспортном уровне,
он устанавливает логическое соединение
между приложениями и обеспечивает надежную
транспортировку данных.
Для надежной транспортировки данных
протоколов управления передачей должен
обеспечивать выполнение следующих основных
задач:
- передачу данных;
- поддержку достоверности данных при передаче;
- управление потоком данных;
- разделение каналов передачи данных;
- обслуживание установленных соединений;
- установку приоритетов пользователей;
- обеспечение безопасности при передаче данных.
Единицей данных протокола
управления передачей является сегмент.
Изначально каждая прикладная программа
вызывает программу протокола управления
передачей и передает ей буфер данных,
из которых формируются сегменты, т.е.
некоторая непрерывная часть данных. Далее
для передачи каждого сегмента вызывается
Интернет-протокол, необходимые для их
передачи через множество сетей. Сегменты
не обязательно должны быть одного размера,
но в любом случае сегмент максимального
размера должен полностью помещаться
в дейтаграмму. На приемном конце адресатом
является соответствующий модель протокола
управления передачей, который помещает
данные сегмента в буфер прикладной программы
получателя. С каждым модулем TCP связан
модуль IP, обеспечивающий передачу данных
по локальной сети при этом сегмент TCP
помещается в дейтаграмму IP, которая, в
свою очередь, помещается в кадр канального
уровня.
Организовать группы компьютеров в Интернете
с помощью иерархии доменов позволяют
служба имен доменов DNS (Domain Naming Service или
Domain Name System).
Обычный телефон имеет номер, а владелец
телефона (человек или организация)-имя.
По имени владельца телефонный номер ищут
в телефонном справочнике или узнают в
справочной службе.
Справочная служба доменных имен DNS
играет в Интернете аналогичную роль.
Серверы DNS хранят таблицу ассоциаций
«доменные имена- числовые номера» и по
ней определяют соответствие доменного
имени (domain name) числового адреса IP. Когда
компьютеру требуется обратиться по адресу
www.primer.ru (домен второго уровня primer в зоне
ru), он запрашивает у сервера DNS, как перевести
это доменное имя в числовой IP-адрес. Сообщенный
числовой адрес используется для дальнейшей
связи. Если имя www.sgap.ru набрать в веб - обозревателе,
компьютер узнает у справочного сервера
DNS, что этому имени соответствует числовой
адрес 192.112.170.243.
Если адрес представить сразу в цифровом
виде, то не тратится время на запрос к
серверу DNS. У некоторых компьютеров, работающих
в сети, нет доменного имени, есть только
числовое имя.
На несколько IP-адресов может быть
назначено одно доменное имя (у крупной
компании Microsoft доменное имя Microsoft.com представляют
около 10 числовых IP-адресов). А несколько
доменных имен могут находиться на сервере
с одним IP-адресом.
Если команда сетевой операционной системы,
позволяющая обратится на сервер DNS и выяснить,
какой числовой адрес соответствует доменному
имени (обычно достаточно ограничиться
доменным именем второго уровня, то есть
укоротить его до primer. ru), или, наоборот,
по числовому адресу узнать доменное имя.
Знать реальное нахождение сайта по доменному
имени важно для локализации места, откуда
выполнялся контакт с компьютером, «пострадавшим»
от взлома или атак. Некоторые поисковые
системы и сайты Интернета ведут базы
данных владельцев доменных имен. С жалобой
на «неправильное поведение» пользователя
конкретного сервера можно обратиться
в правоохранительные органы или в организацию
защиты потребителей от компьютерных
происшествий (за рубежом -security incident response team).
Существует услуга интернет- компаний,
которая заключается в переадресаций
запроса или получения данных. Сервер,
на котором размещен сайт, выполняет переадресацию:
чтобы посетитель не набирал длинный адрес
сайта, расположенного глубоко в подкаталогах
сервера, будет расположен короткий адрес
вида VashDomain.com.ru. Возможна переадресация
электронной почты: письмо, приходящее
на почтовый адрес kto-ugodno@VashDomain.ru, пересылается
на подмененный адрес.
Важное значение имеют правовые и этические
нормы работы в Интернете, так как это
не просто сеть, а сеть сетей, каждая из
которых может иметь свои собственные
правила поведения и обычаи.
Правила эти довольно общи, и все будет
в порядке, если пользователь помнит некоторые
общие положения. К счастью, эти указания
не очень строги. Если вы держитесь в отведенном
ими пространстве, вы можете делать все,
что угодно. Когда же вы теряете уверенность
в правоте своих поступков, свяжитесь
с вашим поставщиком сети и выясните точно,
дозволено это или нет. Может быть, вы хотите
вполне законного, но выяснение подлинной
законности всегда остается на вашей ответственности.
Незнание закона, как известно, не освобождает
от ответственности.
На законы Интернета влияют три основных
положения: