Глобальная сеть INTERNET

3.9.1 История создания и развития глобальной сети Интернет

В 1957 году в рамках Министерства обороны США выделилась отдельная структура — Агентство передовых исследовательских проектов (Advanced Research Projects Agency, DARPA). Основные работы DARPA были посвящены разработке метода соединений компьюте-. ров друг с другом. Глобальная сеть Интернет начала развиваться на основе сети ARPAnet (Advanced Research Project Agency), созданной DARPA в 1969 году.

Эта сеть была предназначенная для связи различных научных цен -троп, военных учреждений и оборонных предприятий. Для своего времени ARPAnet была передовой и необычайно устойчивой к внешним воздействиям закрытой системой. С ее помощью планировалось облегчить процесс общения многочисленных организаций, работающих на оборонную промышленность, атакже создать практически не поддающиеся разрушению каналы связи. В частности, при создании ARPAnet предполагалось, что данная система продолжит функционировать и в условиях ядерного нападения.

В основу проекта были положены три базовые идеи: каждый узел сети соединен с другими, так что существует несколько различных путей от узла к узлу; все узлы и связи рассматриваются как ненадежные — существуют автоматически обновляемые таблицы перенаправления пакетов; пакет, предназначенный для несоседнего узла, отправляется наиближайший к нему, согласно таблице перенаправления пакетов, при недоступности этого узла — на следующий и т. д.

Эти идеи должны были обеспечить функционирование сети в случае разрушения любого числа ее компонентов. В принципе, сеть можно было считать работоспособной даже в случае, если будут функционировать всего два компьютера. Созданная по такому принципу система не имела централизованного узла управления и, следовательно, могла легко изменять конфигурацию без малейшего для себя ущерба.

Первоначально сеть состояла из 17 мини-компьютеров. Память каждого имела объем 12 Кб. В апреле 1971 года к сети было подключено 15 узлов. В 1975 году сеть ARPAnet включала уже 63 узла.

В середине 1972 года среди пользователей сети стало распространяться мнение, что передать письмо по компьютерной сети намного быстрее и дешевле, чем традиционным методом. Так начала зарождаться электронная почта — сервис, без которого сегодня невозможно представить Интернет.

Вскоре появляется программа UUCP (Unix-to-Unix Copy). Это привело к созданию следующего сервиса — USEnet (сетевые новости). Именно так первоначально называлась сеть, позволяющая пользователю войти в компьютер, где размещалась информация, и выбрать оттуда все интересующие его материалы. Уже на начальном этапе развития количество пользователей сети USEnet ежегодно утраивалось. Достаточно быстро архитектура и принципы сети ARPAnet перестали удовлетворять выдвинутым требованиям. Возникла необходимость создания универсального протокола передачи данных.

В 1974 году Internet Network Working Group (INWG), созданная DARPA, разработала универсальный протокол передачи данных и объединения сетей Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), являющийся основой функционирования Интернет. В 1983 году DARPA обязала использовать на всех компьютерах ARPAnet протокол TCP/IP, на базе которого Министерство обороны США разделило сеть на две части: отдельно для военных целей — MILnet и научных исследований — сеть ARPAnet.

Первоначально сеть была ориентирована только на пересылку файлов и неформатированного текста. Однако для работы многих пользователей была необходима инфраструктура, позволяющая работать в более удобном режиме. В частности, обмениваться результатами исследований через сеть Интернет в виде привычного для научных работников отформатированного и иллюстрированного текста, включающего ссылки на другие публикации. В 1989 году в Европейской лаборатории физики элементарных частиц (CERN, Швейцария, Женева) была разработана технология гипертекстовых документов — World Wide Web, позволяющая получать доступ к любой информации, находящейся в сети на компьютерах по всему миру. Так было положено начало Всемирной Информационной Паутине, которая к настоящему времени «оплела» своими сетями практически весь компьютерный мир и сделала Интернет доступным и привлекательным для миллионов пользователей,

В 1990 году сеть ARPAnet перестала существовать, и на ее месте возникла сеть Интернет.

Основные особенности сети Интернет:

— универсальность концепции, независящей от внутреннего устройства объединяемых сетей и типов аппаратного и программного, обеспечения;

— максимальная надежность связи при заведомо низком качеств коммуникаций, средств связи и оборудования;

— возможность передачи больших объемов информации. Быстрое расширение сети привело к проблемам диапазонов, не предусмотренным в исходном проекте, и заставило разработчиков найти технологии для управления большими распределенными ресурсами.

В первоначальном проекте имена и адреса всех компьютеров, присоединенных к Интернет, хранились в одном файле, который редактировался вручную и затем распространялся по всей сети Интернет. Но уже в середине 1980 года стало ясно, что центральная база данных неэффективна. Во-первых, запросы на обновление файла скоро должны были превысить возможности людей, обрабатывавших их. Во-вторых, даже если существовал корректный центральный файл, не хватало пропускной способности сети, чтобы позволить либо частое распределение его по всем местам, либо оперативный доступ к нему из каждого места.

Были разработаны новые протоколы, и стала использоваться система имен по всей объединенной сети Интернет, которая позволяла любому пользователю автоматически определять адрес удаленной машины по ее имени. Известный как доменная система имен (DNS), этот механизм основывается на машинах, называемых серверами имен, отвечающих на запросы об именах. Нет одной машины, содержащей всю базу данных об именах. Вместо этого данные распределены по нескольким машинам, которые используют протоколы TCP/IP для связи между собой при ответе на запросы.

Таким образом, на сегодняшний день сеть Интернет представляет собой объединение огромного числа различных компьютерных сетей практически по всему миру.

3.9.2 Протоколы сети Интернет

Протоколы сети Интернет образуют модель, отличающуюся от модели взаимодействия открытых систем, разработанной ISO. В отличие от этой семиуровневой модели функционирование Интернет описывается моделью, состоящей всего из четырех уровней (рис. 7). Эта модель определяется стандартом Американского национального института стандартизации (ANSI).

Рисунок 7 - Уровни протоколов сети Интернет

Сетевые протоколы, регулирующие порядок осуществления связи, отличаются большим разнообразием.

На нижнем уровне (сетевого взаимодействия) находятся протоколы типа Ethernet, описывающие взаимодействие внутри локальных: сетей, из которых и состоит сеть Интернет.

Следующему уровню (межсетевого взаимодействия) соответствует протокол передачи данных IP (Internet Protocol). На этом же уровне располагается, и специальный протокол зашиты передаваемых данных IPSСc.

Протоколы TCP и UDP располагаются на транспортном уровне. Уровню приложений соответствуют все протоколы Интернет, с которыми работает конечный пользователь: FTP, Telnet, SMTP, DNS, Gopher и пр.

Наибольшую популярность приобрёл протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) – это базовый стандарт стека протоколов, разработанный для глобальных сетей. Стек представляет собой набор взаимодействующих протоколов, лежащих на разных уровнях.

Рассмотрим данную модель более подробно.

Протокол IP предназначен для организации обмена данными между различными локальными сетями.

При работе по протоколу IP в сети передаются так называемые IP-пакеты. В заголовках этих пакетов указываются IP-адреса получателя и отправителя. IP-адрес представляет собой комбинацию из четырех десятичных чисел. Данные адреса делятся на пять классов в зависимости от того, сколько адресуется сетей и сколько узлов в этих сетях. Например, IP-адреса первого класса (класс А) позволяют адресовать до 126 сетей с числом узлов в сети до 16 777 216. Класс В соответствует сетям среднего размера с числом узлов до 65 536. Класс С применяется для малых сетей, состоящих не более чем из 255 узлов. Адреса двух последних классов (D, Е) используются для специальных нужд обслуживания сети.

Непосредственно протокол IP не позволяет решать вопросы, связанные с очередностью доставки пакетов, разбивкой крупного сообщения на несколько пакетов, гарантированной доставкой пакета по нужному адресу. Все эти и многие другие вопросы решаются на следующем уровне средствами соответствующих протоколов.

Протокол TCP является протоколом транспортного уровня. Вместе с протоколом IP он составляет основу передачи данных в сети Интернет.

Протокол TCP реализовывает следующие функции.

1. Разбивка длинного сообщения на части и формирование IP пакетов. При этом каждый такой пакет снабжается соответствующим номером, чтобы на приемной стороне можно было последовательно восстановить все сообщение, даже если пакеты были получены не по порядку.

2. Обеспечение достоверности передаваемой информации: если некоторые пакеты не дошли до получателя или есть подозрение, что данные в процессе передачи были искажены (для выявления этого есть специальные механизмы — контрольные суммы), протокол посылает на передающую сторону запрос на повторную передачу соответствующих пакетов.

3. Управление потоками данных: получатель может управлять количеством посылаемых ему данных.

4. Разделение каналов и управление соединениями: протокол устанавливает соединение, т. е. некоторую «выделенную» линию связи между двумя абонентами. Протокол гарантирует, что информация, отправленная на одном конце, будет получена на другом.

Лидирующая роль стека TCP/IP объясняется следующими его свойствами:

– это наиболее завершенный стандартный и в то же время популярный стек сетевых протоколов, имеющий многолетнюю историю;

– почти все большие сети передают основную часть своего трафика с помощью протокола TCP/IP;

– это метод получения доступа к сети Интернет;

– этот стек служит основой для создания intranet-корпоративной сети, использующей транспортные услуги сети Интернет и гипертекстовую технологию WWW, применяемую в сети Интернет;

– все современные операционные системы поддерживают стек TCP/IP;

– это гибкая технология для соединения разнородных систем как на уровне транспортных подсистем, так и на уровне прикладных сервисов;

– это устойчивая масштабируемая межплатформенная среда для приложений клиент-сервер;

– на основе стека TCP/IP работает большое количество прикладных протоколов: SMTP, FTP, HTTP и др.

В настоящее время возникает проблема нехватки адресов, которая решается внедрением новой версии протокола TCP/IPv6. В протоколе IPv6 на адрес выделяется 16 байт (128 бит). Важнейшие новшества IPv6 состоят в следующем:

– расширено адресное пространство в 2⁹⁶ раз;

– упрощен стандартный заголовок IP-пакета;

– изменено представление необязательных полей заголовка;

– улучшена поддержка иерархической адресации, агрегирования маршрутов и автоматического конфигурирования адресов;

– введены механизмы аутентификации и шифрования на уровне IP-пакетов;

– введены метки потоков данных.

Протокол UDP. Данный протокол также располагается на транспортном уровне. Он применяется, когда абонентам не важна гарантированность Доставки отправляемой информации. Как правило, протокол UDP используется теми программами, которые обмениваются короткими сообщениями и могут повторить передачу данных в случае задержки ответа. Протокол UDP используется, например, протоколами файловой системы NFS.

Все протоколы сети Интернет, с которыми непосредственно взаимодействует конечный пользователь, располагаются на верхнем уровне — уровне приложений (FTP, Telnet, SMTP, DNS, Gopher, HTTP и пр.).

Протокол SMTP предназначен для организации обмена сообщениями электронной почты.

Протокол Telnet используется для подключения к удаленным системам, присоединенным к сети, применяет базовые возможности по эмуляции терминала. Данный протокол позволяет пользователю, находясь за клавиатурой одного компьютера, входить по сети в другую систему, Если пользователь устанавливает связь по протоколу Telnel, то он может работать за удаленным компьютером так, как будто клавиатура ЭВМ пользователя подключена непосредственно к нему. Это означает, что он может пользоваться всеми средствами, которые удаленный компьютер представляет своими рабочим станциям, проводить обычный диалоговый сеанс (входить в систему, выдавать ей команды), а также получать доступ к множеству специальных сервисных средств.

FTP — протокол передачи файлов, используется для приема или передачи файлов между системами в сети. Как и Telnet, протокол FTP обусловил появление целого ряда специальных баз данных и сервисных программ. FTP — сложная программа, реализующая обработку файлов различных типов. Способы хранения файлов (в двоичном или ASCII форматах, в сжатом или несжатом виде и т. п.) могут создавать проблемы, для решения которых требуется более глубокое знание принципов работы данного протокола, и дополнительные усилия по преобразованию файлов различных типов.

DNS — (Domain Name System) предназначена для перевода символьных логических (понятных пользователям, удобных для запоминания) доменных имён в цифровые IP-адреса. Причём этот перевод осуществляется автоматически DNS-серверами и незаметно для пользователя. Доменом называется группа компьютеров, объединённых общим именем. Домены (и соответствующее взаимодействие DNS-серве-ров) имеют иерархическую структуру. Каждый домен имеет уникальное имя, а каждый из поддоменов имеет уникальное имя внутри своего домена. В именах может быть различное количество доменов, но обычно их не больше пяти. Домены отделяются друг от друга точками. Домены верхнего уровня назначаются или по географическому признаку для каждой страны (двухбуквенные: аu – Австралия, be – Бельгия, ru – Россия и т.д.), или по типу организации:

– com – коммерческие организации;

– edu – образовательные учебные заведения;

– gov – правительственные учреждения;

– mil – военные организации;

– net – сетевые ресурсы;

– org – прочие организации.

Получив запрос на перевод имени в IP-адрес, DNS-сервер выполняет одно из следующих действий:

– отвечает на запрос выдачей IP-адреса, если известен IP-адрес запрашиваемого домена;

– взаимодействует с другим DNS-сервером, для того чтобы найти IP-адрес запрошенного имени, если он его не знает (такой запрос может проходить по цепочке DNS-серверов несколько раз);

– выдает сообщение: «Я не знаю IP-адрес домена, запрашиваемого вами, но вот IP-адрес DNS-сервера, который знает больше меня»;

– сообщает, что такой домен не существует.

Электронная почта (e-mail) возникла раньше, чем Интернет, однако она не только не устарела, но, напротив, является одной из наиболее массовых служб Сети и постоянно приобретает новых пользователей.

Электронное письмо, как и обычное, содержит адреса отправителя и получателя. В него можно вложить графическое изображение или иной файл – точно так же, как в конверт с письмом можно положить открытку или фотографию. Можно поставить электронную подпись, которая играет ту же роль, что и подпись в обычном письме. Однако служба e-mail давно обошла по популярности традиционную почту ввиду следующих достоинств: высокая скорость доставки; возможность рассылки писем сразу большому количеству получателей; удобство пересылки вложенных файлов; хранение писем в базе данных почтового клиента позволяет осуществлять быстрый поиск и сортировку почтовых отправлений; наконец, электронная почта в сотни раз дешевле обычной почтовой рассылки.

При регистрации в системе электронной почты пользователю предоставляется дисковое пространство под почтовый ящик (размер ящика), адрес этого почтового ящика (E-mail Account Address), имя пользователя (E-mail Account Login Name) и пароль (E-mail Account Password). Адрес электронной почты имеет следующий формат: имяпользователя(ящи-ка)@имядомена, например, user@abc.de.

Левая часть от знака @ – это имя почтового ящика (E-mail Account Name). Часть справа от знака @ называется доменом и указывает на местонахождение этого почтового ящика. Нужно отметить, что носителем адреса электронной почты является вовсе не конечный пункт доставки, то есть не адрес вашего домашнего компьютера, а адрес сервера, на котором вы будете получать почту.

Электронная почта построена по принципу клиент-серверной архитектуры. Пользователь общается с клиентской программой, которая, в свою очередь, общается с почтовым сервером. Для отправки и передачи писем используется протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol – простой протокол пересылки почты) и соответствующие SMTP-серверы. Для приема почтовых сообщений используется протокол РОР3 (Post Office Protocol – протокол почтового отделения, версия 3) или IMAP (Internet Message Access Protocol – протокол доступа к сообщениям).

К клиентским почтовым программам относятся MS Outlook Express, MS Outlook Office, The Bat, Netscape Mail, Eudora и др. Следует отметить популярность web- или on-line почты. При этом пользователю не требуется устанавливать и настраивать клиентскую почтовую программу. Её роль играет программное обеспечение web-сервера, для работы с которым достаточно иметь подключение к Интернет и браузер.

Списки рассылки (Mail List) позволяют организовать эффективную доставку регулярных данных по каналам электронной почты. Существует множество тематических серверов, предлагающих подписаться (зарегистрировать свой e-mail адрес в списке рассылки) на получение рекламной информации, новостей, обзоров, анонсов. Сервер осуществляет рассылку информационных сообщений по всему списку адресов электронной почты.

Кроме того, сеть Интернет предлагает и другие информационные сервисы, такие как:

Gopher — средство поиска и просмотра информации с помощью системы меню, которое может обеспечить дружественный интерфейс по отношению к другим информационным сервисам; данная программа сама определяет, какой тип протокола (Telnet, FTP и др.) необходим для получения данных из выбранного пользователем ресурса;

WAJS — глобальный информационный сервис, используется для индексирования и поиска в базах данных файлов; точнее говоря, данная программа позволяет осуществлять поиск в Интернет - архивах статей, содержащих указанные пользователем группы слов;

WWW — объединение FTP, Gopher, WAIS и других информационных сервисов, использующее протокол передачи гипертекста (http)и программы Netscape Navigator, Microsoft Internet Explorer и Mosaic в качестве клиентских программ.

Служба WWW представлена системой Web-серверов, поддерживающих специальным образом форматированные документы. Пользователь с помощью клиентской программы (browser – браузера, обозревателя, просмотрщика) осуществляет запрос той или иной информации на сервере, а Web-сервер обслуживает запрос браузера. Браузер – это программа, обеспечивающая обращение к искомому ресурсу на Web-сервере по его URL, интерпретирующая полученный результат и отображающая его на клиентском компьютере. Кроме того, браузеры обладают дополнительными сервисными функциями, такими как упрощение поиска, хранение закладок на избранные страницы, и др. Наиболее известны браузеры Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera, Fire Fox, Google Chrome.

Адрес URL (Uniform Resource Locator – унифицированная форма указания ресурса) определяет местонахождение каждого файла в сети Интернет. В общем случае URL-адрес состоит из трёх частей, назначение которых поясним на примере https://www.server.ru/path/file.htm:

1) http – способ связи, протокол доступа к ресурсу (файлу);

2) www.server.ru – доменное имя сервера, на котором хранится файл;

3) path/file.htm – путь к каталогу и собственно имя файла.

Для службы WWW прикладным является протокол HTTP (HyperText Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста). Он позволяет создавать текстовые документы, включающие URL-ссылки на другие данные. Зачастую эти ссылки указывают на другие документы HTML, которые, в свою очередь, доступны с помощью HTTP. В результате перед пользователем расстилается огромная паутина взаимосвязанной информации, распределенной на серверах во всем мире. Для создания активных WWW страниц наряду с языком HTML используются язык программирования Java, технология ActiveX, а также скриптовые языки JavaScript, Perl и VBScript.

Документ, доступный через Web, называют Web-страницей, а группы страниц, объединенные общей темой и навигационно, – Web-узлами, или Web-сайтами. Один аппаратный Web-сервер может содержать несколько Web-сайтов, но возможна и обратная ситуация, когда огромный Web-сайт может поддерживаться группой Web-серверов. Основной причиной популярности службы WWW является удобство навигации, не требующее знаний о местоположении искомых документов.

Гипертекстом называются документы, содержащие в себе ссылки на другие документы. Вызов ссылки автоматически открывает связанный с ней документ.

Сюда можно отнести также и развитую систему телеконференций. Телеконференция — это некий эквивалент дискуссионной группы, которая обсуждает определенный круг вопросов. Данная система организует для своих пользователей публичные обсуждения по целому ряду направлений. Программа для чтения телеконференций представляет эти материалы в упорядоченном по темам виде. Также она отделяет статьи, которые уже были просмотрены пользователем и показывает только новые, полученные после окончания последнего сеанса работы. Программу чтения телеконференций можно настроить таким образом, чтобы она просматривала или наоборот отбрасывала определенные материалы, например статьи конкретного автора.

В сети Интернет существует категория сервисов, работающих на основе удаленного вызова процедур (RFC). К ним относятся сервисы:

NFS — сетевая файловая система, позволяет системам совместно использовать директории и диски, при этом удаленная директорияили диск рассматриваются как находящиеся на локальной машине;

NIS — сетевые информационные сервисы, которые позволяют нескольким системам совместно использовать базы данных.

В состав сервисов NIS входят система X Windows и так называемые сервисы.

Система X Windows — графическая оконная среда и набор прикладных библиотек, используемых на рабочих станциях. Как таковая X Windows не является сетевой прикладной программой. Это особый стандарт представления графической информации и чтения данных с устройств ввода графической информации и клавиатуры.

Сервисы rlogin, rsh и другие r-сервисы реализуют концепцию доверяющих друг другу компьютеров, позволяют выполнять команды на других компьютерах, не вводя пароль. R-команды удобны, имеют простой строчно-командный интерфейс и позволяют работать с удаленной системой, не нарушая системы защиты данных.

Получение нужной информации - одна из основных целей пользователей глобальной сети Интернет. В связи с этим закономерно возникает проблема поиска нужной информации среди огромных массивов данных. Для решения данной проблемы были разработаны специальные информационно-поисковые системы (ИПС), которые позволяют быстро и достаточно эффективно проводить отбор необходимой информации. Информационно-поисковых систем достаточно много, одна отдельно взятая ИПС может охватывать, по некоторым оценкам, до 30 % информационных ресурсов глобальной сети.

После того как произошла загрузка ИПС, для начала работы пользователю необходимо ввести в строку поиска свой запрос — слово или словосочетание или выбрать определенную тему. В последнее время также появилась возможность вести поиск по ключевым словам не только внутри документа, но и в пределах его сетевого адреса — URL, т. е. среди имен серверов, каталогов и конечных информационных файлов.

По запросу пользователя ИПС предоставляет ему список со ссылками на адреса нужных документов, т. е. документов, соответствующих, с точки зрения логики ИПС, указанному пользователем запросу. По представленным адресам пользователь может самостоятельно ознакомиться с содержанием электронных документов и оценить их соответствие своему запросу. В случае если данная информация не соответствует его потребностям, пользователь может либо последовательно открывать другие ссылки, либо, если представленная информация абсолютно не соответствует интересующей его тематике, сделать новый запрос, сформулировав его иначе.

Служба ICQ (акроним выражения I seek you – я тебя ищу) предназначена для поиска IP-адреса собеседника по его персональному UIN (Universal Internet Number), полученному при регистрации на сервере www.icq.com. При подключении к Интернет с разных компьютеров или через разных провайдеров меняется IP-адрес. Программа автоматически его определяет и через центральный сервер сообщает другим пользователям. Таким образом, собеседники «находят» друг друга, как только оказываются в Сети.

3.9.2 Перспективы развития сети Интернет

Последнее время наблюдается бурное развитие сети Интернет.

Основными направлениями развития данной сети в будущем считаются следующие. В области развития технических средств и технологий организации связи:

· увеличение скорости обмена информацией;

· широкое внедрение средств беспроводного доступа;

· создание более быстродействующих средств коммутации и маршрутизации;

· внедрение магистральных линий связи с более широкой полосой пропускания;

· создание новых типов программ клиентов и серверов.

Внедрение данных технологий позволит улучшить качество обслуживания пользователей сети и даст им возможность работать с новыми прикладными программами.

В области развития приложений в сети Интернет выделяются следующие основные направления:

· широкое внедрение IP-телефонии;

· предоставление пользователям гарантированного качества обслуживания;

· развитие средств передачи аудио- и видеоинформации;

· появление и развитие мультисервисных сетей. IP-телефония (называемая также Интернет-телефонией) подразумевает организацию телефонного разговора с помощью IP-сетей.

Общая схема подобного телефонного разговора следующая. На передающем конце речь абонента преобразовывается в цифровой сигнал, который можно передавать по вычислительным сетям. Затем она сжимается (из речи удаляются паузы), после чего полученный набор данных разбивается на части, и формируются IP-пакеты. Эти пакеты передаются по IP-сети (например, Интернет). Получатель на приемном конце проводит обратные преобразования.

Безусловно, такой способ передачи речевой информации снижает ее качество. Однако положительным моментом является низкая стоимость подобных переговоров, если абоненты находятся на больших расстояниях. Так, например, если надо организовать постоянную телефонную связь между Москвой и Нью-Йорком, то будет дешевле поставить соответствующее оборудование и заключить договор с компанией-поставщиком услуг Интернет (и оплачивать только услуги данной компании), чем вести поминутную оплату международной телефонной связи.

Кроме обычной телефонной связи, IP-телефония может обеспечивать множество других услуг, например, речевая почта, скоростной набор номера, звонок с оплатой по карточке, аудиоконференц-связь и другие интеллектуальные приложения.

При всех выгодах использования IP-телефонии ее внедрение сталкивается с одной проблемой. Речевая информация при передаче по каналам связи очень чувствительна к задержкам по времени, которые могут возникать в IP-сетях передачи данных. Задержки по времени могут быть вызваны тем, что IP-пакеты приходят к получателю не обязательно в том же порядке, в котором были отправлены. Это означает, что какой-то пакет может прийти со значительным опозданием. И пока он не будет получен, нельзя собрать воедино всю полученную информацию. В связи с этим при телефонном разговоре, передающемся по IP-сетям, могут возникать большие паузы между словами и задержки при ответе абонента. Все это снижает качество предоставляемой услуги.

Для успешного решения данной проблемы необходимо использовать механизмы гарантированного качества обслуживания.

Механизмы гарантированного качества обслуживания позволяют обрабатывать пакеты в IP-сети в соответствии с указанными уровнями приоритета. Для реализации подобных механизмов существует несколько технологий.

1. Дифференцированное обслуживание.

При внедрении данной технологии прикладные программы смогут запрашивать один из трех уровней приоритета: «платиновый», «золотой», «серебряный». Это означает, что если на пакете указан уровень приоритета, то сетевое оборудование должно обрабатывать его соответствующим образом. Так, пакеты «платинового» уровня должны проходить по маршруту без задержек, «золотого» — с небольшими задержками, а пакеты «серебряного» уровня обрабатываются после обработки пакетов двух предыдущих уровней приоритета.

Недостатком данного подхода является отсутствие гарантий совместимости оборудования. Это значит, что если вы установили на своем пакете какой-либо уровень приоритета, то нет гарантии, что сетевое оборудование его не изменит по своему усмотрению.

2. Технология MPLS.

Данная технология предусматривает присвоение каждому IP-пакету соответствующей метки, определяющей его приоритет и маршрут следования. Данная технология обеспечивает более компактную форму служебных данных, что ускоряет процесс определения сетевым оборудованием маршрута сообщения.

3. RSVP — протокол резервирования ресурсов.

Этот протокол задействует отдельную группу служебных IP-пакетов, которые информируют сетевое оборудование о том, какая полоса пропускания необходима для данного сообщения и какая возможна задержка по времени. Когда поддерживающая данный протокол прикладная программа устанавливает соединение, по сети посылается специальный запрос. Он оповещает все промежуточные узлы сети о том, какие ресурсы необходимы. Каждый узел проверяет свои возможности и дает ответ, может он обслуживать данное соединение или нет.

Все описанные технологии работают только при условии, если все сетевое оборудование поддерживает механизмы гарантированного качества обслуживания.

Новым этапом развития телекоммуникационных технологий должны стать мультисервисные сети. Мультисервисная сеть — это такая телекоммуникационная структура, которая позволяет оказывать пользователям разнообразные услуги связи, различные как по качественным, так и по количественным характеристикам.

В такой сети может быть как непритязательный трафик электронной почты и FTP, так и более требовательный HTTP-трафик при интерактивной работе в Интернет, а также чувствительный к задержкам трафик IP-телефонии и пр. Данные сети помогут организовать передачу и конфиденциальной корпоративной переписки, и банковских переводов, трансляцию срочной информации от средств охраны.

Трафик аудиоинформации может включать радиовещание, трансляцию музыки, многостороннюю конференц-связь. Передаваемая видеоинформация может состоять из телевещания, дистанционного наблюдения, видеоконференций и пр.

Каждый из этих типов информации предъявляет свои специфические требования к полосе пропускания каналов связи, времени доставки сообщений, допустимому уровню потерь и степени защищенности данных.

При значительном числе пользователей в такой сети требуются хорошо отлаженные механизмы управления трафиком. Кроме того, встает проблема обеспечения предельно простого и понятного пользовательского интерфейса.

Также, помимо удобных средств доступа, пользователь должен иметь средства контроля за качеством предоставляемых ему услуг. Это может быть, например, программа-монитор, которая измеряет определенные параметры сети (полоса пропускания, время задержки и пр.) и выдает сообщение о соблюдении или несоблюдении заказанного качества услуг.

При подключении пользователя к сети должна проходить не только проверка пользователя (прав на доступ к данной сети, состояния счета по оплатам услуг сети и пр.), но и проверка самой сети, т. е. того, может ли сеть обеспечить данную услугу и что для этого требуется.

Кроме перечисленных направлений развития сети Интернет выделяются также следующие:

· увеличение числа on-line- публикаций книг и других изданий, причем включающих не только текстовую информацию, но и рисунки, аудио- и видеофрагменты;

· развитие электронной коммерции;

· развитие средств дистанционного обучения;

· большое увеличение числа работников, занятых в сфере телекоммуникационных услуг.

3.9.3 Регулирование и стандартизация в сети Интернет

Интернет представляет собой в достаточной степени свободное пространство, не имеющее централизованного управляющего органа. Однако даже Интернет — сеть, независимая по своей сути, — не может существовать без неких стандартизирующих организаций, которые будут следить за внесением корректив в единые стандарты, а также выполнять другие подобные функции.

Internet Society (ISOC) — профессиональное сообщество, занимающееся вопросами роста и эволюции Интернет, способами ее использования, а также социальными, политическими и техническими последствиями такого использования. ISOC обеспечивает поддержку групп и организаций, участвующих в использовании, управлении и развитии Интернет в виде собраний, на которых обсуждаются вопросы технического и организационного характера; предоставляет информацию о сети Интернет; выпускает бюллетень Internet Society News. Internet Architecture Board (IAB), входящая в состав ISOC, координирует развитие протоколов TCP/IP, представляет на рассмотрение ISOC результаты исследований, объединяет различные группы по развитию Интернет: IESG, IETF, IRTF, IANA, CERT.

Internet Engineering Steering Group (IESG), входящая в структуру IAB, занимается рассмотрением стандартов и техническими работами для IETF Она работает по правилам и процедурам, устанавливаемым советом ISOC, анализирует состояние дел и заключительные редакции предложений по стандартам. IESG состоит из выборных членов IETF.

Internet Engineering Task Force (IETF) также входит в структуру IAB. Это общественная организация, отвечающая за разработку стандартов на протоколы и архитектуру Интернет. При возникновении любой проблемы, связанной с архитектурой Интернет, собирается специальная группа из добровольцев. Рабочие группы IETF специализируются на отдельных проблемах по мере их возникновения. Изученные проблемы могут быть направлены в IESG на рассмотрение и утверждение. Заседания IETF проводятся трижды в год. Участвовать в них может любой желающий.

Internet Research Task Force (IRTF) входит в структуру IAB, Данная организация специализируется на развитии технологий, которые могут понадобиться в будущем. Работает в виде групп, ориентированных на перспективу по вопросам развития TCP/IP, поиска информационных ресурсов, безопасности и защиты информации.

Кроме того, для нормального функционирования сети также необходимо наличие координирующих информационных организаций.

Центры сетевой информации — Network Information Center (NIC) — это организации, ответственные за распределение сетевых IP-адресов и регистрацию имен доменов. Они предназначены для того, чтобы снабжать пользователей документацией и полезной информацией об Интернет. Собирая многочисленные источники в одном месте, каждый NIC дает возможность быстро выяснить, какая информация доступна в сети Интернет по основным темам. NIC хранят различную документацию, справочники и доклады по Интернет.

InterNIC — Центр сетевой информации в США. Объединяет три организации, осушествляющие такие функции, как: регистрация IP-адресов и доменов *.com, справочные услуги и сопровождение баз данных, информационные услуги.

Reseaux IP Europeens (RIPE) — организация, предназначенная для сотрудничества европейских поставщиков услуг Интернет, создана в 1989 году. Её цель — техническая и организационная координация общеевропейской сети. Она объединяет более 60 организаций по всей Европе.

Russian Institute for Public Networks (RIPN) — Российский институт общественных сетей - организация, образованная в 1992 году Комитетом высшей школы России, Российским исследовательским центром «Курчатовский институт», Компьютерным центром Курчатовского института. Цели RIPN:

· разработка коммуникаций в интересах исследований и образования;

· координация развития IP-сетей России;

· поддержка исследований в области компьютерных коммуникаций;

· помощь исследовательским и образовательным организациям в предоставлении доступа к сети Интернет через общественные сети.

RIPN занимается регистрацией IP-адресов из блока, выделенного для RIPN Европейским координационным центром RIPE, и администрированием корневого домена «RU». Кроме того, в функции этой организации входит сопровождение документации по Интернет и поддержка каталога персон и организаций.

3.9.4 Телекоммуникационные сети в России

Интернет сделал возможным свободный обмен информацией, невзирая на расстояния и государственные границы. Датой начала использования сети Интернет в нашей стране считается август 1990 года, когда на базе РНЦ «Курчатовский институт» Была создана сеть Релком (от RELiablc COMmunications — надежная связь). В работах по созданию сети принимали участие специалисты кооператива «Демос» (в настоящее время — ООО «Компания «Демос»), большинство из которых являлись сотрудниками Курчатовского института. Уже к концу года было подключено около 30 организаций, среди которых были российские научные центры Серпухова, Санкт-Петербурга, Новосибирска, Дубны. Сеть базировалась исключительно на технологии электронной почты, причем с возможностью переписки и на русском языке. Двадцать восьмого августа 1990 г. состоялся первый сеанс связи с Финляндией по международному телефону.

Основными услугами, предоставляемыми абонентам сети Релком, являются:

· электронная почта;

· просмотр новостей и организация телеконференций с использованием электронной почты;

· возможность доступа к архивам файлов, размещенных на компьютерах сети;

· использование факсимильной, телетайпной и телексной связи;

· получение информации из базы данных с помощью электронной почты.

Релком обеспечивает обмен сообщениями электронной почты для пользователей сетей Интернет, EUnet, BITNET и др. По соглашению с информационными агентствами абоненты Релком могут получать различные аналитические материалы по экономическим вопросам, политические и экономические новости, а также обзоры материалов популярных изданий.

Кроме того, пользователи могут ознакомиться с состоянием рынка ценных бумаг, получать предложения и результаты биржевых торгов из различных регионов.

В сети Релком распространяются материалы системы ClairNet, которая включает в себя электронные версии газет и журналов различных стран мира. Это позволяет пользователям знакомиться с обзорами наиболее значимых событий в области науки, техники и развития технологий, получать биржевые отчеты, курсы валют и ценных бумаг, анализ основных экономических показателей и многое другое.