Адресация и протоколы в Интернет

Модель взаимодействия открытых систем

Основной проблемой при создании компьютерных сетей является обеспечение совместимости оборудования (по электрическим и механическим характеристикам) и информационного обеспечения (по системе кодирования и форматам данных). Эта задача из области стандартизации и решается на основе рекомендаций международной организации по стандартизации ИСО с помощью модели взаимодействия открытых систем – OSI – Open System Interconnection.

Архитектура компьютерных сетей рассматривается на разных уровнях, всего до 7 уровней. Верхний уровень – прикладной: пользователь взаимодействует с компьютером. Нижний уровень – физический: обмен сигналами между различными устройствами. Обмен происходит путем перемещения с верхнего уровня до нижнего, транспортировки информации и обратным воспроизведением с нижнего уровня до верхнего на компьютере клиента. Для обеспечения совместимости на каждом уровне действуют стандарты, называемые протоколами (аппаратные протоколы и программные протоколы).

Обычно рассматривается семь уровней.

1. Прикладной уровень – пользователь создает документ на компьютере

2. Уровень представления – операционная система компьютера фиксирует место расположения документа и обеспечивает связь со следующим уровнем

3. Сеансовый уровень – компьютер пользователя входит в сеть, проверяются права пользователя на выход в сеть

4. Транспортный уровень – документ преобразуется в форму, в которой положено передавать сообщение по данной сети. Например, документ нарезается на пакеты небольшого размера (от 500 байт до 4 Кбайт )

5. Сетевой уровень – определяет маршрут движения данных в сети: каждый пакет получает конкретный адрес, по которому он должен быть доставлен (маршрутизация)

6. Уровень соединения – производится преобразование (модуляция) сигналов для обеспечения взаимодействия сетевого уровня с физическим

7. Физический уровень – реальная передача данных по битам (здесь нет ни документов, ни пакетов, ни байтов). При использовании модема это телефонные линии связи.

На компьютере клиента происходит обратный процесс преобразования битовых сигналов, сборка пакетов, восстановление переданного документа.

Интернет – глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир, и доступная на коммерческой основе любому пользователю. Он представляет объединение десятков тысяч локальных сетей, называемых узлами.. Узлы связаны между собой высокоскоростными каналами связи, обычно оптоволоконными или спутниковыми.

Провайдер обеспечивает работу узла (сайта). Сайт состоит из нескольких серверов – компьютеров, предназначенных для хранения информации определенного типа. Каждый сайт и сервер на сайте имеют уникальное имя, с помощью которого проводится их идентификация.

Основные ресурсы интернета

- всемирная информационная паутина world wide web – информация состоит из страниц (документов),между которыми обеспечена гипертекстовая связь (связь по ссылкам) – наиболее распространенный ресурс,

- система пересылки файлов file transfer program- файл становится доступным после копирования его на компьютер пользователя (это обеспечивает быстродействие)

- электронная почта e-mail – для обмена информацией между конкретными пользователями по их персональным электронным адресам,

- система телеконференций usenet newsgroupps – совокупность документов по определенной тематике и др.

Компьютер, подключенный к интернету, называется хостом. Для идентификации каждого хоста в сети имеются две системы адресации.

1. IP- адрес аналогичен телефонному номеру, назначается провайдером и состоит из 4 байтов (групп), разделенных точками, например, 195.25.48.30 – число в группе принимает значение от 0 до 255. Каждый компьютер в интернет имеет свой уникальный IP-адрес. Обычно пользователь этим адресом не пользуется. Таким образом возможна кодировка 256⁴ = более 4 миллиардов адресов.

2. Доменное имя – вторая система адресации: DNS – Domain Name System – состоит из двух частей имя организации. Имя домена верхнего уровня. Например, Microsoft.com, ulstu.ru. Каждое доменное имя соответствует определенному IP-адресу. Идентификаторы доменов - com, ru и др. могут быть двух типов – организационного и географического уровня. Стандартными являются следующие имена доменов организационного уровня: com – коммерческие организации, org - некоммерческие, gov - государственные, edu - образовательные, mil - военные, net - сетевые. Домены географического уровня – ru - Россия, su – СССР, us - США, ca – Канада и др. Домены верхнего уровня регистрируются в международном координационном центре

Домен организации может иметь несколько вложенных уровней, например, venec.ulstu.ru – доменное имя рассматривается справа налево, справа – домен верхнего уровня (Россия), далее – домен нашего университета (домен второго уровня), далее – конкретная организация в университете – издательство Венец (домен третьего уровня). Предприятие, имеющее первичный домен, отвечает за администрирование своего адресного пространства. Домены более низкого уровня регистрируются в соответствующих организациях – например, ru – в фирме Демос, edu – в организации американских университетов и т.п. Соответственно имя Venec зарегистрировано нашим университетом.

Основной протокол, по которому работает интернет – протокол TCP/IP.

TCP – Transmission Control Protocol - протокол передачи данных, соответствует транспортному уровню – данные нарезаются на пакеты, пакеты маркируются так, чтобы обеспечить сборку документа.

IP – Internet Protocol – это адресный протокол для идентификации хостов. Он принадлежит сетевому уровню и определяет, куда передать пакет: система DNS обеспечивает преобразование доменного адреса в IP –адрес. Передаваемая по сети информация имеет IP-адреса отправителя и получателя. Маршрутизация – выбор маршрута перемещения сообщения – проводится от одного сервера к другому с учетом качества линий связи и наличия промежуточных серверов (а не расстояния). При этом разные части (отдельные пакеты) могут перемещаться по разным маршрутам и поступать на конечный пункт в разное время – протокол TCP дождется прибытия всех пакетов и обеспечит правильную их сборку.