Интернет - это крупный комплекс, включающий в себя локальные сети и автономные компьютеры, соединенные между собой любыми средствами связи, а также программное обеспечение, которое обеспечивает взаимодействие всех этих средств на основе единого транспортного протокола TCP и адресного протокола IP.

Опорная сеть Интернета

Опорную сеть Интернета представляют узловые компьютеры и каналы связи, объединяющие их между собой. Узловые компьютеры также называют серверами или хостами.

Маршрутизаторы

На каждом из узлов работают так называемые маршрутизаторы, способные по IP-адресу принятого TCP-пакета автоматически определить, на какой из соседних узлов пакет надо переправить. Маршрутизатором может быть программа, но может быть и отдельный, специально выделенный для этой цели компьютер. Маршрутизатор непрерывно сканирует пространство соседних серверов, общается с их маршрутизаторами и потому знает состояние своего окружения. Он знает, когда какой-то из соседей «закрыт» на техническое обслуживание или просто перегружен. Принимая решение о переправке проходящего TCP-пакета, маршрутизатор учитывает состояние своих соседей и динамически перераспределяет потоки так, чтобы пакет ушел в том направлении, которое в данный момент наиболее оптимально.

Шлюзы

Локальные сети, работающие на основе своих протоколов (не TCP/IP, а других), подключаются к узловым компьютерам Интернета с помощью, так называемых шлюзов. Опять-таки, шлюзом может быть специальный компьютер, но это может быть и специальная программа. Шлюзы выполняют преобразование данных из форматов, принятых в локальной сети, в формат, принятый в Интернете, и наоборот.

Основное, что отличает Интернет от других сетей - это ее протоколы - TCP/IP. Вообще, термин TCP/IP обычно означает все, что связано с протоколами взаимодействия между компьютерами в Интернете. Он окатывает целое семейство протоколов, прикладные программы и даже саму сеть. ТСР/IР — это технология межсетевого взаимодействия. Сеть, которая использует технологию TCP/IP, называется «internet». Если речь идет о глобальной сети, объединяющей множество сетей с технологией TCP/IP, то ее называют Интернетом.

Несмотря на то, что в сети Интернет используется большое число других протоколов, сеть Интернет часто называют TCP/IP-сетью, так как эти два протокола, безусловно, являются важнейшими.

Как и во всякой другой сети, в Интернете существует 7 уровней взаимодействия между компьютерами: физический, логический, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной. Каждому уровню взаимодействия соответствует набор протоколов, т. е. правил взаимодействия. Рассмотрим эти уровни сверху вниз.

1. Пользовательский (прикладной) уровень. Представим себе, что мы сидим за компьютером и работаем в Интернете. На самом деле мы работаем с программами, установленными на нашем компьютере. Назовем их клиентскими программами. Совокупность этих программ и представляет для нас наш пользовательский уровень. Наши возможности в Интернете зависят от состава этих программ и от их настройки. То есть на пользовательском уровне наши возможности работы в Интернете определяются составом клиентских программ.

На таком уровне Интернет представляется огромной совокупностью файлов с документами, программами и другими ресурсами, для работы с которыми и служат наши клиентские программы. Чем шире возможности этих программ, тем шире и наши возможности. Есть программа для прослушивания радиотрансляций — можем слушать радио. Есть программа для просмотра видео — можем смотреть кино, а если есть почтовый клиент — можем получать и отправлять сообщения электронной почты.

2. Представительский уровень. А что дает нам возможность устанавливать на компьютере программы и работать с ними? Конечно же, это его операционная система. Она выступает посредником между человеком, компьютером и программами.

На втором уровне и происходит «разборка» с моделью компьютера и его операционной системой. Выше этого уровня они важны и играют рель. Ниже - уже безразличны. Все, что происходит на более низких уровнях, одинаково относится ко всем типам компьютеров.

Если взглянуть на Интернет с этого уровня, то это уже не просто набор файлов - это огромный набор «дисков».

Протоколы представительского уровня занимаются обслуживанием прикладных программ. К программам представительского уровня принадлежат программы, запускаемые, к примеру, на сервере, для предоставления различных услуг абонентам, К таким программам относятся следующие: Web-сервер, FTP-сервер, NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP3 (Post Office Protocol) и т. д.

3. Уровень сеансов связи. Давайте представим себе компьютер с тремя жесткими дисками. У компьютера есть три владельца. Каждый настроил операционную систему так, чтобы полностью использовать «свой» диск, а для других пользователей сделал его скрытым. Свою работу они начинают с регистрации — вводят имя и пароль при включении компьютера, Если спросить одного из них, сколько в его компьютере

Жестких дисков, то он ответит, что только один, и будет прав: в своем персональном сеансе работы с компьютером он никогда не видел никаких иных дисков. Того же мнения будут придерживаться и двое других. Такой же взгляд на Интернет открывается с высоты уровня сеансов. Для каждого сеанса связи создается свой канал, внутри которого и происходит обмен информацией. Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов.

4. Транспортный уровень. Этот уровень отвечает за кодирование того файла, который собирается получить пользователь. Это зависит от сети. Внутри университетской сети действуют один правила, вне ее — другие. Эти правила называют протоколами. Сеть Интернет потому и считается всемирной сетью, что на всем ее пространстве действует единый транспортный протокол - TCP. На тех компьютерах, через которые к Интернету подключены малые локальные сети, работают шлюзы. Шлюзовые программы преобразуют потоки данных из формата, принятого в локальных сетях или на автономных компьютерах, в единый формат, принятый в Интернете.

Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных из одной программы в другую. К протоколам транспортного уровня принадлежат TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol).

Таким образом, если взглянуть на Интернет на этом уровне, то можно сказать, что это глобальная компьютерная сеть, в которой происходит передача данных с помощью протокола TCP.

5. Сетевой уровень. Если соединить между собой несколько компьютеров и пересылать между ними данные, нарезанные на пакеты по протоколу TCP, это будет не Интернет, а интранет — разновидность локальной сети. Такие сети существуют — их называют корпоративными. Они популярны тем, что все пользовательские программы, разработанные для Интернета, можно использовать и в интранете.

Интернет отличается от локальных сетей не только единым транспортным протоколом, но и единой системой адресации.

Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, то есть занимаются маршрутизацией пакетов в сети. К протоколам сетевого уровня принадлежат IP (Internet Protocol ) и ARP (Address Resolution Protocol).

Если взглянуть на Интернет с пятого уровня, то можно сказать, что Интернет - это всемирное объединение множества компьютеров, каждый из которых имеет уникальный IP-адрес.

6. Уровень соединения (логический уровень). Дело идет к тому, чтобы физически передать сигналы с одного компьютера на другой, например с помощью модема. На этом уровне цифровые данные из пакетов, созданных ранее, накладываются на физические сигналы, генерируемые модемом, и изменяют их (модулируют). Как и все операции в компьютере, эта операция происходит под управлением программ. В данном случае работают программы, установленные вместе с драйвером модема. При взгляде с шестого уровня Интернет — это совокупность компьютерных сетей или автономных компьютеров, объединенных всевозможными (любыми) средствами связи.

Для каждого типа линий связи разработай соответствующий протокол логического уровня, занимающийся управлением передачи информации по каналу. К протоколам логического уровня для телефонных линий относятся протоколы SLIP (Serial lin e Interface Protocol ) и РРР (Point to Point Protocol). Для связи по кабелю локальной сети - это пакетные драйверы плат ЛВС.

7. Физический уровень. При взгляде с самого низкого уровня Интернет представляется как всемирная паутина проводов и прочих каналов связи. Сигнал от одного модема (или иного аналогичного устройства) отправляется в путь по каналу связи к другому устройству. Физически этот сигнал может быть пучком света, потоком радиоволн, пакетом звуковых импульсов и т. п. На физическом уровне можно забыть о данных, которыми этот сигнал промодулирован. Люди, которые занимаются Интернетом на этом уровне, могут ничего не понимать в компьютерах.

Протоколы физического уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. В Интернете используются практически все известные в настоящее время способы связи от простого провода (витая пара) до волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

Протокол Интернета (IР)