Важным фактором в быстром росте сети Интернет стал открытый и свободный доступ к документации, в особенности к спецификациям протоколов. Обычный, традиционный способ публикации результатов исследований был слишком медленным для динамичного обмена идеями в сообществе разработчиков Интернета. Поэтому в 1969 г. была создана система документов, названная RFC (Request For Comment), задачей которой было быстрое распространение идей и результатов в Интернете. Первоначально RFC распространялись с помощью электронной почты.
Целью RFC было создание цикла обратной связи между разработчиками, чтобы идеи и предложения, представленные в одном из RFC, давали начало другим идеям в следующих документах и т.д. Когда будет найден некоторый последовательный ряд идей, они объединяются для создания спецификации. Подобная спецификация может быть использована другими разработчиками.
Открытый и бесплатный доступ к документам RFC способствует росту Интернета, так как позволяет использовать действующие спецификации в качестве примера для обучения и разработки новых систем. Ранние версии RFC представляли собой обращение одного автора ко всему сообществу Интернета. Сейчас документы RFC являются совместным творчеством нескольких разработчиков.
В конце 70-х годов стало понятно, что рост размеров Интернета сопровождается ростом числа заинтересованных групп и, таким образом, необходима координация. Было сформировано несколько координирующих органов:
· IAB (Internet Architecture Board) занимается координацией деятельности в области развития структуры сети Интернет;
· IETF (Internet Engineering Task Force) состоит из нескольких рабочих групп, разрабатывающих и утверждающих стандарты для сети Интернет (в настоящее время в IETF существует 75 рабочих групп, изучающих различные аспекты развития Интернета);
· впоследствии основным органом, осуществляющим информационную поддержку и регулирование в Интернете, стал Internet Society (ISOC) – общественная организация, базирующаяся на взносах и пожертвованиях спонсоров. ISOC проводит ежегодные конференции, выпускает информационные материалы, поддерживает информационные серверы.
В настоящее время основу сети Интернет составляют высокоскоростные магистральные сети. Независимые сети подключаются к магистральной сети через точки сетевого доступа NAP (Network Access Point). Независимые сети рассматриваются как автономные системы, т.е. каждая из них имеет собственное административное управление и собственные протоколы маршрутизации. Изменение протоколов маршрутизации внутри автономной системы не влияет на работу остальных систем. Деление сети Интернет на автономные системы позволяет распределить информацию о топологии всей сети и существенно упростить маршрутизацию.
Автономная система должна состоять не менее чем из 32 меньших по размеру сетей. Обычно в качестве автономных систем выступают крупные, независимые, национальные сети. Примерами подобных сетей являются сеть EUNet, охватывающая страны центральной Европы, сеть RUNet, объединяющая университеты России. Автономные сети могут образовывать компании, специализирующиеся на предоставлении услуг доступа в сеть Интернет, - провайдеры.
Внутри автономной системы данные предаются от одной сети к другой, пока не достигнут точки сопряжения с другой автономной системой. Обмен данными возможен только в том случае, если между автономными системами существуют соглашения о предоставлении транзита. По этой причине для пользователей разных автономных систем время доступа к одному и тому же ресурсу может существенно различаться.
Сети, включенные в автономные системы, представляют собой региональные сети, сети университетов, исследовательских центров и коммерческих фирм, а также сети более мелких региональных провайдеров.
Важным параметром, определяющим качество работы в сети Интернет, является скорость доступа к ресурсам сети, которая определяется пропускной способностью канала связи внутри автономной системы и между автономными системами. Для модемного соединения, которое используют большинство домашних пользователей персональных компьютеров, пропускная способность канала невелика - от 19,2 до 57,6 Кбит/с; для выделенных телефонных линий, часто используемых для подключения к сети Интернет небольших локальных компьютерных сетей, - от 64 Кбит/с до 2 Мбит/с; для спутниковых и оптоволоконных каналов связи, которые в основном используются для создания автономных сетей, - от 2 Мбит/с и выше.
2. Основные протоколы сети Интернет
В основном в сети Интернет используется семейство протоколов TCP/IP.
На канальном и физическом уровнях модели OSI TCP/IP поддерживает многие из существующих стандартов, определяющих среду передачи данных. Это могут быть, например, технологии Ethernet и FDDI для локальных компьютерных сетей или Х.25 и ISDN для организации крупных территориальных сетей. На этом уровне также могут использоваться протоколы РРР и SLIP, предназначенные для установления соединения с использованием аналоговых линий связи.
Основой семейства протоколов TCP/IP является сетевой уровень, представленный протоколом IP, а также различными протоколами маршрутизации. Этот уровень предоставляет адресное пространство, обеспечивает перемещение пакетов в сети, а также управляет их маршрутизацией.
Размеры пакета, параметры передачи, контроль целостности осуществляются на транспортном уровне протоколом TCP. Протокол UDP работает на этом же уровне, но применяется в том случае, когда требования к надежности передачи данных менее жесткие.
Прикладной уровень объединяет все службы, которые система предоставляет пользователю. К наиболее важным прикладным протоколам относятся протокол удаленного управления TELNET, протокол передачи файлов FTP, протокол передачи гипертекста HTTP, протоколы для работы с электронной почтой SMTP, POP, IIАР и MIME. На этом уровне работает система доменных имен DNS, отвечающая за преобразование числовых IP-адресов в имена. Кроме того, следует отметить протокол SNMP, предназначенный для управления сетевыми устройствами.
Каждый компьютер, включенный в сеть Интернет, имеет уникальный IP-адрес, на основании которого протокол IP передает пакеты в сети.
IP-адрес состоит из четырех байтов и записывается в виде четырех десятичных чисел, разделенных точками, например, 194.85.120.66.
Он состоит из двух логических частей: номера сети и номера узла в сети. Если сеть, в которую включен компьютер пользователя, является частью Интернета, то номер сети выдает специальное подразделение Интернета - InterNIC (Internet Network Information Center) или его представители. Номер узла определяет администратор сети.
В зависимости от того, какое количество байтов в IP-адресе выделяется для номера сети и номера узла, выделяют несколько классов IP-адресов:
· класс А – номер сети занимает один байт, а номер узла три байта. Количество узлов в сети может достигать 224, или 16 777 216. Номер сети класса А меняется в диапазоне от 1.0.0.0 до 126.0.0.0;
· класс В – под номер сети и номер узла отводится по два байта. Количество возможных узлов в сети составляет 216, или 65536 узлов. Номер сети класса В меняется от 128.0.0.0 до 191.255.0.0;
· класс С – под номер сети отводится три байта. Количество узлов в сети ограничено 28, или 256. Номер сети меняется от 192.0.1.0 до 223.255.255.0.
Например, в IP-адресе 194.85.120.66, 0.0.0.66 – это номер узла в сети класса С с номером 194.85.120.0.
Существует несколько специальных IP-адресов. Так, например, адрес 127.0.0.1 определяет локальную машину пользователя и используется для тестирования различных программ. При этом данные по сети не передаются.
Протокол IP представляет собой основу протоколов TCP/IP. Он относится к типу протоколов без установления соединения, т.е. никакой управляющей информации кроме той, что содержится в самом IP-пакете, по сети не передается. Кроме того, он не гарантирует надежной доставки сообщений.
Поток данных протокол IP разбивает на определенные части – датаграммы и рассматривает каждую датаграмму как независимую единицу, не имеющую связи с другими датаграммами.
Дейтаграмма – единица данных, которой оперируют протоколы без установления соединения. Основной задачей протокола IP является передача датаграмм между сетями. Часто датаграммы, передаваемые с помощью протокола IP, называют IP-пакетами.
Так как протокол IP не гарантирует надежную доставку сообщений, эту задачу решает протокол TCP, который устанавливает логическое соединение между взаимодействующими процессами. Перед передачей данных посылается запрос на начало сеанса передачи, а получателем посылается подтверждение.
Надежность протокола TCP заключается в том, что источник данных повторяет их посылку в том случае, если не получит в определенный промежуток времени от адресата подтверждения их успешного получения. Части, на которые протокол TCP разбивает поток данных, принято называть сегментами,
Каждый сегмент предваряется заголовком, в котором существует поле контрольной суммы. Если при пересылке данные повреждены, то по контрольной сумме протокол TCP может это определить. Поврежденный сегмент уничтожается, а источнику ничего не посылается. Если данные не были повреждены, то они пропускаются на сборку сообщения приложения, а источнику отправляется подтверждение.