Зарождение Интернета и становление его мировой сетью

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИАНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ЯМАЛЬСКИЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

 

 

 

РЕФЕРАТ

Дисциплина: «ИВТ»

Зарождение Интернета  и становление его мировой  сетью

 

 

 

Выполнила:

Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

Новый Уренгой - 2011

Глава 1. Зарождение Интернета и становление его мировой сетью 3

1.1Историческая справка 3

1.2 Способы доступа к INTERNET 7

1.3 Доменная система имён. 9

Глава 2: Протоколы и сервиса Интернета 10

2.1 Что такое SLIP/PPP? 10

2.2 Сетевые протоколы. 12

2.3 Сервисы Интернета. 13

Глава 3: Технические подробности Internet 18

3.1 Структура связи протокольных модулей 18

3.2 Потоки данных 20

 

 

Глава 1. Зарождение Интернета и становление его мировой сетью

1.1. Историческая справка

 Около 20 лет назад Министерство  Обороны США создало сеть, которая  явилась предтечей Internet, – она называлась ARPAnet. ARPAnet была экспериментальной сетью, – она создавалась для поддержки научных исследований в военно-промышленной сфере, – в частности, для исследования методов построения сетей, устойчивых к частичным повреждениям, получаемым, например, при бомбардировке авиацией и способных в таких условиях продолжать нормальное функционирование. Это требование дает ключ к пониманию принципов построения и структуры Internet. В модели ARPAnet всегда была связь между компьютером-источником и компьютером-приемником (станцией назначения). Сеть предполагалась ненадежной: любая часть сети может исчезнуть в любой момент. На связывающиеся компьютеры – не только на саму сеть – также возложена ответственность обеспечивать налаживание и поддержание связи. Основной принцип состоял в том, что любой компьютер мог связаться как равный с равным с любым другим компьютером.

Передача данных в сети была организована на основе протокола Internet – IP. Протокол IP – это правила и описание работы сети. Этот свод включает правила налаживания и поддержания связи в сети, правила обращения с IP-пакетами и их обработки, описания сетевых пакетов семейства IP (их структура и т.п.). Сеть задумывалась и проектировалась так, чтобы от пользователей не требовалось никакой информации о конкретной структуре сети. Для того, чтобы послать сообщение по сети, компьютер должен поместить данные в некий "конверт'', называемый, например, IP, указать на этом "конверте'' конкретный адрес в сети и передать получившиеся в результате этих процедур пакеты в сеть. Эти решения могут показаться странными, как и предположение о "ненадежной'' сети, но уже имеющийся опыт показал, что большинство этих решений вполне разумно и верно.

Пока Международная Организация  по Стандартизации (Organization for International Standardization – ISO) тратила годы, создавая окончательный стандарт для компьютерных сетей, пользователи ждать не желали. Активисты Internet начали устанавливать IP-программное обеспечение на все возможные типы компьютеров. Вскоре это стало единственным приемлемым способом для связи разнородных компьютеров. Такая схема понравилась правительству и университетам, которые проводят политику покупки компьютеров у различных производителей. Каждый покупал тот компьютер, который ему нравился и вправе был ожидать, что сможет работать по сети совместно с другими компьютерами.

 Примерно 10 лет спустя после  появления ARPAnet появились Локальные  Вычислительные Сети (LAN), например, такие как Ethernet и др. Одновременно  появились компьютеры, которые стали  называть рабочими станциями.  На большинстве рабочих станций  была установлена операционная  система UNIX. Эта ОС имела возможность  работы в сети с протоколом Internet (IP). В связи с возникновением  принципиально новых задач и  методов их решения появилась  новая потребность: организации  желали подключиться к ARPAnet своей  локальной сетью. Примерно в  то же время появились другие  организации, которые начали создавать  свои собственные сети, использующие  близкие к IP коммуникационные  протоколы. Стало ясно, что все  только выиграли бы, если бы  эти сети могли общаться все  вместе, ведь тогда пользователи  из одной сети смогли бы  связываться с пользователями  другой сети. Одной из важнейших среди этих новых сетей была NSFNET, разработанная по инициативе Национального Научного Фонда (National Science Foundation – NSF). В конце 80-х NSF создал пять суперкомпьютерных центров, сделав их доступными для использования в любых научных учреждениях. Было создано всего лишь пять центров потому, что они очень дороги даже для богатой Америки. Именно поэтому их и следовало использовать кооперативно. Возникла проблема связи: требовался способ соединить эти центры и предоставить доступ к ним различным пользователям. Сначала была сделана попытка использовать коммуникации ARPAnet, но это решение потерпело крах, столкнувшись с бюрократией оборонной отрасли и проблемой обеспечения персоналом.

Тогда NSF решил построить свою собственную  сеть, основанную на IP технологии ARPAnet. Центры были соединены специальными телефонными линиями с пропускной способностью 56 KBPS (7 KB/s). Однако, было очевидно, что не стоит даже и пытаться соединить  все университеты и исследовательские  организации непосредственно с  центрами, т.к. проложить такое количество кабеля – не только очень дорого, но практически невозможно. Поэтому решено было создавать сети по региональному принципу. В каждой части страны заинтересованные учреждения должны были соединиться со своими ближайшими соседями. Получившиеся цепочки подсоединялись к суперкомпьютеру в одной из своих точек, таким образом суперкомпьютерные центры были соединены вместе. В такой топологии любой компьютер мог связаться с любым другим, передавая сообщения через соседей.

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

 По процентному соотношению наибольшее число пользователей Интернета в Швеции, где 62% жителей регулярно обращаются в Интернет.

Рис. 1. Доля пользователей Интернета в разных странах

 

1.2 Способы доступа  к INTERNET

Таблица 1. Способы доступа к Интернет

Способ доступа.	Достоинства.	Недостатки.
Электронная таблица	Этот способ позволяет получать и отправлять сообщения другим пользователям, через специальные шлюзы.	Эти шлюзы не позволяют  работать в интерактивном режиме и могут быть сложными.
Режим удаленного терминала	Вы подключаетесь к другому  компьютеру, соединенному с Internet, как удаленный пользователь. На удаленном компьютере запускаются программы-клиенты,    результаты их работы отображаются на экране Вашего терминала.	Поскольку для подключения используются, в основном, программы эмуляции терминала, Вы можете работать только в текстовом  режиме.
Непосредственное соединение	Это основная и наилучшая форма  соединения, когда Ваш компьютер  становится одним из узлов Internet. Посредством протокола TCP/IP он напрямую общается с другими компьютерами в Internet.	Доступ к сервисам Internet осуществляется посредством программ, работающих на Вашем компьютере.

 

Традиционно, компьютеры подключались напрямую в Internet через локальные сети или по выделенным соединениям. Кроме собственно компьютера, для установления таких соединений необходимо дополнительное сетевое оборудование (маршрутизаторы, шлюзы и т.п.). Поскольку это оборудование и каналы соединения достаточно дорогие, прямые соединения используются только организациями с большим объемом передаваемой и принимаемой информации.

 

Рис.2 Структура Интернета 

1.3 Доменная система  имён.

 

Сетевое программное обеспечение  нуждается 32-битных IP-адресах для установления соединения. Однако пользователи предпочитают использовать имена компьютеров, поскольку их легче запоминать. Таким образом, необходимы средства для преобразования имен в IP-адреса и наоборот.

Когда Internet была небольшой, это было просто. На каждом компьютере были файлы, в которых описывались соответствия между именами и адресами. Периодически в эти файлы вносились изменения. В настоящее время такой способ изжил себя, поскольку количество компьютеров в Internet очень велико. Файлы были заменены системой серверов имен (name servers) которые отслеживают соответствия между именами и сетевыми адресами компьютеров (в действительности это только один из видов сервиса, предоставляемых системой серверов имен). Необходимо отметить, что используется целая сеть серверов имен, а не какой - то один, центральный.

Сервера имен организованы в виде дерева, соответствующего организационной  структуре сети. Имена компьютеров  также составляют соответствующую  структуру. Пример: компьютер имеет  имя BORAX.LCS.MIT.EDU. Это компьютер, установленный в компьютерной лаборатории (LCS) в Массачусетском технологическом институте (MIT). Для того. Чтобы определить его сетевой адрес, теоретически, необходимо получить информацию от 2 различных серверов:

1. Во-первых, необходимо связаться с одним из серверов EDU, которые обслуживают учреждения образования (для обеспечения надежности каждый уровень иерархии имен обслуживают несколько серверов).

Глава 2: Протоколы и сервиса  Интернета

2.1 Что такое  SLIP/PPP?

 

Обсуждая различные способы  доступа к Internet, мы утверждали, что непосредственное соединение является основным и наилучшим. Однако для индивидуального пользователя оно является слишком дорогим. Работа же в режиме удаленного терминала существенно ограничивает возможности пользователя.

 Компромиссным решением является использование протоколов SLIP (Serial Line Internet Protocol) или PPP (Point to Point Protocol). Далее термин SLIP/PPP будет употребляться для обозначения SLIP и/или PPP – во многих аспектах они схожи.

SLIP/PPP обеспечивает передачу пакетов TCP/IP по последовательным каналам, в частности, телефонным линиям, между двумя компьютерами. На обоих компьютерах работают программы, использующие протоколы TCP/IP. Таким образом, индивидуальные пользователи получают возможность устанавливать прямое соединение с Internet со своего компьютера, имея всего лишь модем и телефонную линию. Подключаясь посредством SLIP/PPP, Вы можете запускать программы-клиенты WWW, электронной почты и т.п. непосредственно на своем компьютере.

SLIP/PPP действительно способ прямого соединения с Internet, поскольку:

1. Ваш компьютер подсоединён к INTERNET.
2. Ваш компьютер использует сетевое программное обеспечение с другими компьютерами по протоколу TCP/IP.
3. Ваш компьютер имеет уникальный IP-адрес.

В чем же различие между SLIP/PPP-соединением и режимом удаленного терминала? Для установления как SLIP/PPP-соединения, так и режима удаленного терминала необходимо дозвониться к другому компьютеру, непосредственно соединенному с Internet (провайдеру) и зарегистрироваться на нем. Ключевое отличие состоит в том, что при SLIP/PPP-соединении Ваш компьютер получает уникальный IP-адрес и напрямую общается с другими компьютерами по протоколу TCP/IP. В режиме же удаленного терминала Ваш компьютер является всего лишь устройством отображения результатов работы программы, запущенной на компьютере провайдера.

Компромиссным решением является использование  протоколов SLIP (Serial Line Internet Protocol) или PPP (Point to Point Protocol). Далее термин SLIP/PPP будет употребляться для обозначения SLIP и/или PPP – во многих аспектах они схожи.

SLIP/PPP обеспечивает передачу пакетов TCP/IP по последовательным каналам, в частности, телефонным линиям, между двумя компьютерами. На обоих компьютерах работают программы, использующие протоколы TCP/IP. Таким образом, индивидуальные пользователи получают возможность устанавливать прямое соединение с Internet со своего компьютера, имея всего лишь модем и телефонную линию. Подключаясь посредством SLIP/PPP, Вы можете запускать программы-клиенты WWW, электронной почты и т.п. непосредственно на своем компьютере.

 

 

 

 

 2.2 Сетевые протоколы.

Протоколы прикладного уровня используются в конкретных прикладных программах. Общее их количество велико и продолжает постоянно увеличиваться. Некоторые  приложения существуют с самого начала развития internet, например, TELNET и FTP. Другие появились позже: HTTP, NNTP, POP3, SMTP.

Таблица 2. Сетевые протоколы

 

	Виды протокола.
	TELNET	FTP	SMTP	HTTP	POP3	NNTP
Применение	Позволяет серверу рассматривать  все удаленные компьютеры как  стандартные “сетевые терминалы” текстового типа.	Пользователь  FTP может вызывать несколько команд, которые позволяют ему посмотреть каталог удаленной машины.	Поддерживает передачу сообщений (электронной почты) между произвольными  узлами сети internet.	Применяется для обмена информацией между  серверами WWW (World Wide Web – всемирная паутина) и программами просмотра гипертекстовых страниц – браузерами WWW.	Позволяет  клиентам электронной почты принимать  и передавать сообщения   на почтовые сервера.	Протокол  передачи сетевых новостей.
Возможности	Работа с TELNET походит на набор телефонного номера. Пользователь набирает на клавиатуре что-то вроде telnet delta и получает на экране приглашение на вход в машину delta.	Пользователь FTP может вызывать несколько команд, которые позволяют ему посмотреть каталог удаленной машины.	Обеспечивает  как группирование сообщений  в адрес одного получателя, так  и размножение нескольких копий  сообщения для передачи в разные адреса.	Допускает передачу широкого спектра разнообразной информации – текстовой, графической, аудио и видео. В настоящее время находится в стадии.	Обладает достаточно  гибкими возможностями по управлению  содержимым почтовых ящиков, расположенных  на почтовом узле.	Позволяет общаться серверам новостей и клиентским программам – распространять, запрашивать,