Определение Internet. Топологии глобальных и локальных сетей. Функциональная модель Internet

8. Масштабируемость — возможность расширения сети без заметного снижения ее производительности.

9.   Универсальность сети — возможность подключения к сети разнообразного технического оборудования и программного обеспечения от разных производителей.

1.1. Виды информационно-вычислительных сетей

  Существует  множество классификаций информационно-вычислительных сетей. Например, в зависимости от охватываемой территории, информационно-вычислительные сети могут быть:

   Локальная сеть (LAN - Local Area Network) – сеть, имеющая замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. называется сеть, абоненты которой находятся на небольшом (до 10-15 км) расстоянии друг от друга. ЛВС объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному объекту. К классу ЛВС относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов, корпораций и т. д. Если такие ЛВС имеют абонентов, расположенных в разных помещениях, то они (сети) часто используют инфраструктуру глобальной сети Интернет, и их принято называть корпоративными сетями или сетями интранет (intranet). Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.

   Региональная сеть (MAN - Metropolitan Area Network) – сети, которые связывают абонентов города, района, области или даже небольшой страны. Обычно расстояния между абонентами региональной сети составляют десятки — сотни километров.

  Глобальная  (WAN - Wide Area Network) - сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей. Следует заметить, что глобальные сети обычно являются объединением нескольких локальных сетей. Такие объединения сетей называются интерсетями, то есть, объединенными сетями. В англоязычной литературе для этих целей используется термин internet, т. е. интерсеть, которая начинается со строчной буквы, в отличие от слова Интернет (Internet), начинающегося с прописной.

  По  скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко- скоростные (до 10 Мбит/с), среднескоростные (до 100 Мбит/с) и высоко- скоростные свыше (100 Мбит/с).

  По  типу среды передачи сети разделяются на: проводные (на коаксиальном кабеле, на витой паре, оптоволоконные) и беспроводные с передачей информации по радиоканалам или в инфракрасном диапазоне.

  По  способу организации  взаимодействия компьютеров сети делят на одноранговые и с выделенным сервером (иерархические сети).

  Все компьютеры одноранговой сети равноправны. То есть в одноранговой сети любой компьютер может быть и сервером, и рабочей станцией одновременно. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на других компьютерах сети и устройства, подключенные к ним. Главное достоинство одноранговых сетей – это простота установки и эксплуатации. Но у одноранговой сети есть недостатки, на которые необходимо обратить внимание:

-   увеличение времени решения прикладных задач (это связано с тем, что каждый компьютер сети отрабатывает все запросы, идущие к нему со стороны других пользователей и, следовательно, в одноранговых сетях каждый компьютер работает значительно интенсивнее, чем в автономном режиме);

-  затруднение  решения вопросов защиты информации.

  Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством  компьютеров и там, где вопрос защиты данных не является принципиальным.

  В иерархической сети при установке сети заранее выделяются один или несколько серверов - компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией.

  Сервер  в иерархических сетях - это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Серверы обычно представляют собой  высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими  процессорами, винчестерами большой  емкости и высокоскоростной сетевой  картой.

  Сервер  обычно используется только администратором  сети и не предназначен для решения  прикладных задач. Сервер должен быть высоконадежным, поскольку выход  его из строя приведет к остановке  работы всей сети. На файловом сервере, как правило, устанавливается сетевая  операционная система.

  Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать  наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы. Также достоинством иерархической  сети является более высокий уровень  защиты данных. К недостаткам иерархической  сети, по сравнению с одноранговыми сетями, относятся:

  1. Необходимость дополнительной ОС  для сервера.

  2. Более высокая сложность установки  и модернизации сети.

  3. Необходимость выделения отдельного  компьютера в качестве сервера

  По  технологии использования  сервера различают сети с архитектурой файл-сервер и сети с архитектурой клиент-сервер. В первой модели используется файловый сервер, на котором хранится большинство программ и данных. По требованию пользователя ему пересылаются необходимая программа и данные. Обработка информации выполняется на рабочей станции.

  В системах с архитектурой клиент-сервер обмен данными осуществляется между  приложением-клиентом и приложением-сервером. Хранение данных и их обработка производится на мощном сервере, который выполняет  также контроль за доступом к ресурсам и данным. Рабочая станция получает только результаты запроса.

  По  принципу организации  передачи данных сети можно разделить на последовательные и широковещательные.

  В последовательных сетях передача данных выполняется последовательно от одного узла к другому и каждый узел ретранслирует принятые данные дальше. Практически все глобальные, региональные и многие локальные сети относятся к этому типу. В широковещательных сетях в каждый момент времени передачу может вести только один узел, остальные узлы могут только принимать информацию. К такому типу сетей относится значительная часть ЛВС, использующая один общий канал связи (моноканал) или одно общее пассивное коммутирующее устройство.

  Объединение глобальных, региональных и локальных  вычислительных сетей позволяет  создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. Локальные вычислительные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональные сети — объединяться в составе глобальной сети и, наконец, глобальные сети могут также образовывать сложные структуры. Именно такая структура принята в наиболее известной и популярной сейчас всемирной суперглобальной информационной сети Интернет.

2. Определение понятия Internet

  В настоящее время Интернет — это  глобальная, межконтинентальная сеть, она

объединяет  десятки миллионов компьютеров и локальных сетей.

  Когда слово «Интернет» употребляется в обиходе, чаще всего имеется в виду Всемирная паутина и доступная в ней информация, а не сама физическая сеть.

   Интернет (англ. Internet) — всемирная система объединённых компьютерных сетей, построенная на использовании протокола IP и маршрутизации пакетов данных. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для Всемирной паутины и множества других систем (протоколов) передачи данных.

  Интернет  — это общедоступная сеть, открытая для любого пользователя, имеющего компьютер с модемом ¹ и некоторое специальное программное обеспечение. К середине 2008 года число пользователей, регулярно использующих Интернет, составило около 1,5 млрд человек.

  Основу  Интернета составляют высокоскоростные телекоммуникационные магистральные сети ². К магистральной сети через точки сетевого доступа NAP (Network Access Point) подсоединяются автономные системы, каждая из которых уже имеет свое административное управление, свои внутренние протоколы маршрутизации. Примерами таких автономных систем могут служить сеть EUNet, охватывающая страны центральной Европы, сеть RUNet (Рунет), объединяющая университеты России, и т. п. Автономные сети формируют компании-провайдеры, предоставляющие услуги доступа в Интернет.

   Основные ячейки Интернета — это локальные вычислительные сети. Но существуют и локальные компьютеры, самостоятельно подключенные к Интернету. Компьютеры сетевые или локальные, непосредственно подключенные к Интернету, называются хост-компьютерами. Если некоторая локальная сеть подключена к Интернету, то и каждая рабочая станция этой сети также имеет выход в Интернет через хост-компьютер сети. В качестве хоста может использоваться web-сервер или сервер-шлюз (часто именуемый прокси-сервером) — рабочая станция, имеющая специализированное программное обеспечение для непосредственной работы в Интернете, например программы EasyProxy, WinProxy, WinGate2.. Каждый подключенный к Интернету компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти абонент из любой точки света.

  Структура сети Интернет — типичная клиент-серверная, то есть имеются компьютеры, в основном получающие информацию из сети — «клиенты», а есть компьютеры, снабжающие клиентов информацией — «серверы» (серверы также накапливают ее, но основная их функция — отдавать). Важной особенностью Интернета является то, что он, объединяя различные сети, не создает при этом никакой иерархии — все компьютеры, подключенные к сети, равноправны.

1. История создания Internet

  Толчком к созданию прототипа современного Интернета  - сети ARPANET, послужила необходимость создания надёжной системы передачи информации на случай войны в США. В 1969 г. управление перспективных исследований (ARPA), являющееся одним из подразделений Министерства обороны США, начало работу над проектом связи компьютеров оборонных организаций. В результате и была создана сеть ARPANET (англ. Advanced Research Projects Agency Network), в основе функционирования которой лежали принципы, на которых позже был построен Интернет. ARPANET должна была обеспечить сохранение коммуникаций в случае ядерной атаки противника (огромное внимание уделялось её надёжности) и облегчить сотрудничество различных исследовательских учреждений. ARPANET обеспечивала связь между университетами, военными учреждениями и предприятиями оборонной промышленности. В случае разрушения одной или нескольких линий связи система должна была уметь переключаться на другие линии. Спустя  некоторое время в систему были встроены программы перемещения файлов и электронная почта.

  Следующим этапом в развитии Интернет было создание сети Научного фонда США (NSFNET от англ. National Science Foundation Network). Сеть NSFNET объединяла научные центры США. Основой сети стали 5 суперкомпьютеров, соединённых между собой высокоскоростными линиями связи. Все остальные пользователи могли подключаться к сети и использовать возможности этих суперкомпьютеров.

  В 1987 г. создаётся хребет сети NSFNET, состоящий из 13 центров, соединённых высокоскоростными линиями связи. Центры располагались в разных частях США. Сеть NSFNET быстро заняла место ARPANET и последняя была ликвидирована в 1990 г.. Таким образом появилась сеть Интернет в США. В том же году было зафиксировано первое подключение к Интернету по телефонной линии (т. н. «дозво́н» — англ. Dialup access). Одновременно были созданы национальные сети в других странах.

  Они стали объединяться в 1990-х годах  и появился Интернет в его нынешнем виде, объединяя тысячи разрозненных сетей, расположенных по всему миру. К 1997 году в Интернете насчитывалось уже около 10 млн компьютеров, было зарегистрировано более 1 млн доменных имён. Интернет стал очень популярным средством для обмена информацией.

  В настоящее время подключиться к  Интернету можно через спутники связи, радио-каналы, кабельное телевидение, телефон, сотовую связь, специальные оптико-волоконные линии или электропровода. Всемирная сеть стала неотъемлемой частью жизни в развитых и развивающихся странах.