Главная · Linux · Как передаётся информация в интернете. Передача данных в сети интернет

Как передаётся информация в интернете. Передача данных в сети интернет

Передача данных по сети включает в себя совокупность устройств связи, которые объединяются каналами передачи данных, коммутируются устройствами и обеспечивают между всеми конечными устройствами обмен сообщениями.

Между персональными компьютерами, к примеру, передача данных имеет нерегулярный характер и проводится согласно запросам людей, работающих за ПК. Устройства могут молчать на протяжении длительного времени, работая автономно (передача данных в это время не проводится), а потом послать куда-то сообщение или документ. При низкоскоростном телефонном канале файл этот будет передаваться на протяжении нескольких минут, и это часто вызывает раздражение у пользователей. Для устранения таких неудобств была разработана сеть, в которой применяется общий высокоскоростной кабель для всех устройств. Мы не будем затрагивать здесь технические подробности, а скажем лишь, что такую сеть можно представить в виде соединенных между собой компьютеров, каждый из которых следит за каналом. В случае передачи компьютеры распознают ее по адресу, и тот, которому она адресована, принимает информацию. При необходимости передачи конкретный абонент должен дождаться освобождения канала, а потом начать передачу. Если случается, что два пользователя одновременно пытаются занять линию, то после простоя на протяжении небольшого времени пробуют снова, пока один из них не опередит другого. Занявший общий канал компьютер можете использовать его на полной скорости и целиком. Это достаточно эффективный алгоритм работы, при котором передача данных быстра и надежна.

Как вы, наверное, уже догадались, тип этой сети носит название Ethernet. Применяются подобные типы коммуникаций на небольшой территории, к примеру, внутри одного здания. Так что это локальный вид связи. Сеть Ethernet стандартизирована на международном уровне и заняла почти весь мировой рынок в своем сегменте.

Radio-Ethernet разработан совсем недавно. Это новый стандарт, и у него два применения. Во-первых, он является беспроводной локальной сетью в стенах одного здания или на территории предприятия. Он решает проблему «ограниченной мобильности» в пределах организации - все сотрудники имеют качественный доступ к сети. Во-вторых, Radio-Ethernet позволяет разрешить проблему подключения к большой сети абонентов, при этом передача персональных данных проводится в обход проблемы последней мили.

Понятие «последняя миля» используется при определении возможности соединения между абонентом и самым близким к нему узлом в «большой сети». Расстояние это в реальности может составлять от нескольких метров до 20-30 километров.

Нецелесообразно к каждому абоненту доводить радиоканал «точка-точка», ведь в этом случае по технологическим причинам канал будет стоить дорого, а информация будет прокачиваться медленно. Так что намного эффективнее устроить канал «точка-много точек» и предоставить его в распоряжение нескольких абонентов. Эти абоненты могут использовать его в коллизионном режиме, наподобие локальной сети Ethernet. Решение это было придумано и разработано совсем недавно, и оно совместимо с обычным Ethernet-кабелем. Radio-Ethernet недавно получил стандарт международного комитета IEEE, и он обеспечивает техническую стабильность в оперативной работе.

В настоящее время многие люди думают, что без интернета жизни не существует. Поэтому в современных условиях в общественных местах устанавливают Wi-Fi-роутеры, которые обеспечивают посетителей этого места бесплатной раздачей. Но что делать, если вам необходимо выполнить срочную работу, а поблизости нет бесплатного интернета? Как решить эту проблему? Многие пользователи компьютеров обладают телефонами, в которые установлены пакеты провайдеров, предоставляющие не только голосовую связь, но и интернет. Но

Способы передачи интернета от телефона на компьютер

Вариантов передачи интернета на самом деле всего три. При этом их количество может сокращаться в зависимости от технической оснащенности компьютера и аксессуаров, имеющихся в наличии, позволяющих осуществить такую передачу. Итак,

Способ первый - с помощью кабеля, соединяющего ваш телефон и компьютер. В этом случае нет необходимости в дополнительных устройствах или специальных требованиях к компьютеру, кроме наличия кабеля соединения.

Способ второй - раздача интернета с телефона при помощи Wi-Fi. Но существуют некоторые особенности. Телефон должен иметь опцию раздачи Wi-Fi, компьютер - обладать встроенным Wi-Fi-адаптером, или такой адаптер должен существовать как отдельное устройство.

Третий способ - это использование BlueTooth-соединения. Ограничения, которые накладываются на такой способ, аналогичные, как и в предыдущем случае. Выбор способа, как с телефона передать интернет на компьютер, во многом будет зависеть от ваших предпочтений, а также технических особенностей компьютера и телефона. В дальнейшем давайте рассмотрим каждый из этих способов отдельно.

Передача интернета по кабелю

Первое, что необходимо сделать, - это подключить телефон к компьютеру с помощью кабеля. Стоит обратить внимание, что в некоторых телефонах используется один и тот же разъем для и зарядки аккумулятора. Поэтому важно иметь USB-шнур для подключения телефона к компьютеру, который не всегда идет в комплекте. В дальнейшем необходимо, чтобы ПК определил ваш телефон. В зависимости от операционной системы, установленной на вашем компьютере, и типа телефона, эта операция может отличаться на разных системах.

Но суть этого действия одна и та же - компьютеру необходимо предоставить драйвера для данной модели телефона, благодаря которым он сможет передавать данные от телефона к компьютеру и обратно. В некоторых системах предусмотрено автоматическое нахождение драйверов в операционной системе, а некоторые кабели имеют диск с соответствующим ПО. Но чаще всего приходится искать драйвера в интернете.

После того как телефон определился, на нем необходимо выполнить операции, показанные на фото.

Необходимо перейти в настройки телефона и выбрать закладку "Другие сети". В ней выбираем "USB-модем ". И после этого интернет на компьютере появляется почти сразу.

Как с телефона передать интернет на компьютер через Wi-Fi

Этот способ раздачи интернета является самым популярным и чаще всего применяется пользователями компьютерной техники. Достоинством этого способа является отсутствие кабельных соединений, и нет необходимости в поиске драйверов. Кроме этого, большинство современных смартфонов могут раздавать интернет от телефона, при этом телефон выступает как точка доступа. А любой современный ноутбук имеет Wi-Fi-адаптер. Поэтому сначала на телефоне включается точка доступа, и если планируется защищенное соединение, устанавливается на него пароль.

После этого на компьютере включается Wi-Fi, определяется Wi-Fi-сеть телефона. Компьютер запрашивает пароль, после его ввода интернет уже на вашем компьютере.

Раздача интернета с помощью BlueTooth-соединения

Использование BlueTooth-соединения не настолько популярно у владельцев компьютеров. Это объясняется небольшой дальностью надежного BlueTooth-соединения, с одной стороны, а с другой - этот тип соединения реже используется, чем Wi-Fi. При таком типе соединения телефон выступает в виде его настройка очень похожа на настройку модема, подключенного через USB-кабель. Только в этом случае в настройках телефона выбирается BlueTooth-модем.

Передача информации

В Интернете используются два основных понятия: адрес и протокол. Свой уникальный адрес имеет любой компьютер, подключенный к Интернету. Даже при временном соединении компьютеру выделяется уникальный адрес. В любой момент времени все компьютеры, подключенные к Интернету, имеют разные адреса. Так же, как почтовый адрес однозначно определяет местонахождение человека, адрес в Интернете однозначно определяет местонахождение компьютера в сети.

Что такое протокол?

В общем случае протокол - это правила взаимодействия. Например, дипломатический протокол предписывает, как поступать при встрече зарубежных гостей или при проведении приема. Так же сетевой протокол предписывает правила работы компьютерам, которые подключены к сети. Стандартные протоколы заставляют разные компьютеры "говорить на одном языке". Таким образом осуществляется возможность подключения к Интернету разнотипных компьютеров, работающих под управлением различных операционных систем.

Протоколы - это стандарты, определяющие формы представления и способы пересылки сообщений, процедуры их интерпретации, правила совместной работы различного оборудования в сетях.

Описать в одном протоколе все правила взаимодействия практически невозможно. Поэтому сетевые протоколы строятся по многоуровневому принципу. Например, на нижнем уровне описываются правила передачи небольших порций информации с одного компьютера на другой, так как отслеживать правильность передачи небольших частей информации значительно проще. Если какая-то часть информации была искажена помехами при передаче, то на этом уровне запрашивается повтор передачи только искаженной части. Протокол следующего уровня описывает, как большие массивы данных разбить на небольшие части и собрать обратно. При этом небольшие части пересылаются с помощью протокола нижнего уровня. На следующем, более высоком уровне описывается передача файла. При этом используются протоколы нижних уровней. Таким образом, для реализации нового протокола высокого уровня в Интернете не требуется знать особенности функционирования сети, а надо уметь пользоваться протоколами более низкого уровня.

Аналогию многоуровневых протоколов можно найти в повседневной жизни. Например, вы можете передать текст документа во время разговора по телефону. При этом вам совершенно необязательно знать, как работает телефонная сеть. Вы знаете, что надо просто набрать номер и ждать, когда другой человек снимет трубку.
Для передачи изображения документа можно воспользоваться факсом. Вы вставляете документ в факс-аппарат, набираете телефонный номер другого факс-аппарта и передаете документ. При этом вы можете даже не задумываться о том, как изображение документа передается по телефонным линиям. Вы просто пользуетесь протоколом высокого уровня: "вставить документ в факс-аппарат, набрать номер, нажать кнопку Старт на факс-аппарате". При этом вы воспользовались, по крайней мере, еще двумя уровнями протоколов: протоколом функционирования телефонной сети и протоколом передачи факсов.

Точно так же в Интернете имеется несколько уровней протоколов, которые взаимодействуют друг с другом. На нижнем уровне используются два основных протокола: IP - Internet Protocol (Протокол Интернета) и TCP - Transmission Control Protocol (Протокол управления передачей). Так как эти два протокола тесно взаимосвязаны, то часто их объединяют, и говорят, что в Интернете базовым протоколом является TCP/IP. Все остальные многочисленные протоколы строятся на основе именно протоколов TCP/IP.

Протокол TCP

Протокол TCP разбивает информацию на части (пакеты) и нумерует все эти части, чтобы при получении можно было правильно собрать информацию. Так же при разборке деревянного сруба нумеруют бревна, чтобы быстро собрать дом в другом месте. Далее с помощью протокола IP все части передаются получателю, где с помощью протокола TCP проверяется, все ли части получены. Так как отдельные части могут путешествовать по Интернету самыми разными путями, то порядок прихода частей может быть нарушен. После получения всех частей TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое.

Протокол IP

Для протокола TCP не имеет значения, какими путями информация путешествует по Интернету. Этим занимается протокол IP. Точно так же, как при перевозке отдельных пронумерованных бревен не важно, какой дорогой их везут. К каждой полученной порции информации протокол IP добавляет служебную информацию, из которой можно узнать адреса отправителя и получателя информации. Если следовать аналогии с почтой, то данные помещаются в конверт или пакет, на котором пишется адрес получателя. Далее протокол IP так же, как и обычная почта, обеспечивает доставку всех пакетов получателю. При этом скорость и пути прохождения разных конвертов могут быть различными. Интернет часто изображают в виде размытого облака. Вам не известны пути прохождения информации, но правильно оформленные IP - пакеты доходят до получателя.

Здравствуйте, хочу провести в частный дом интернет, единственный провайдер который предоставляет данную услугу в моем городе — РОСТЕЛЕКОМ.
Они дали отказ из-за отсутствия тех.возможности (отсутствие свободных мест на подключение).
Однако посоветовали подключиться через соседей, путем протяжки витой пары от модема соседа до моего дома.
При этом предупредили что скорость будет пониженна.
Так вот суть вопроса:

Насколько сильно понизится скорость, расстояние между домами соседа и моим — 220-230м. Спасибо.

Алексей

Вопрос очень хороший и нужный, тем более, что на этом сайте уже поднималась тема . Прежде всего тут нужно понимать, что расстояние это для передачи данных не такое уж и большое. И для этого есть несколько способов и технических возможностей. Это всё делится и по технологиям, и по типам оборудования в рамках каждой технологии.

Передача интернета между зданиями по Wi-Fi

Самый удобный метод — это конечно wifi. Он же может дать и лучшую скорость, чем простое кабельное соединение витой парой. Ставятся две антенны — у вас и у соседа, и по ним передаются данные. Скорость такого соединения будет приличной, и наверняка будет перекрывать скорость подачи от самого провайдера.

Вообще это сильно зависит от используемого оборудования, но мегабит 20 добиться можно. Особенно если антенны ставить направленные. Но этот способ дороже конечно, чем кабель, и если между домами есть преграды — например деревья — то тоже затруднителен.

А так вообще после публикации статьи откликнулся человек, который в «теме», и порекомендовал устройства от Mikrotik для решения подобной задачи — радиомаршрутизаторы: Mikrotik RB SXT G-5HPacD. По тестам показывает скорость в 400 Mbit/s:

Вообще фирма микротик радует. Я уже везде их понаставил. Ни разу не висанулся ни один. Всегда падения интернета из за провайдера. Замучился с ним правда разбираться но это моделист конструктор и скрипты там писать свои можно. У меня на главном офисе пингует все магазины и пишет смс когда кто то отваливается и сам свой шлюз проверяет. отправка смс через модем, есть прт usb

Кабельное соединение на средние расстояния

Для передачи данных по кабелю тут нужно выбирать подходящий кабель. Кабели делятся на категории в соответсвии со своими техническими характеристиками. Лучше всего о них узнать при покупке у консультанта. Но самый простой UTP кабель поддерживает передачу на скорости до 100 Mbit/s не более чем на 100 метрах. А вот на скорости 10 Mbit/s будет работать и на расстоянии 200 метров.

Такой скорости в принципе достаточно для комфортного пользования интернетом. Зато способ будет гораздо дешевле, чем Wi-Fi.

Если интересны конкретные цифры из практики, то вот люди делятся.

Приведу пару интересных кейсов оттуда:

У нас в городе очень развиты домашние сети (штук 500 по городу по 30 -300 компов) Так вот при расстояние между домами меньше 300 метров используется промышленный (военный?) кабель «витая пара» на 10 МБ в толстой оболочке, черного цвета (его у нас в городе в радио товарах продают). Делается все это элементарно. Берется два куска нейлоновой нитки. С одной 9 этажки с крыши опускается вниз и с другой тоже. Связываешь их между собой. натягиваешь. На одной из 9 этажек лежит бухта такой витой пары+ тонкий метал. трос. К концу нейлоновой нитки привязываешь метал. трос + витую пару которую крепишь через каждые 1-2 метра железными кольцами к тросу. Все это дело протягивается между домами.

Потом тянешь все это на каждой 9 этажки с чердака до первого эл.счетка (где телевез. кабель идет, а не там где счетчики на 9 этаже. Там ставится ХАБ и подключается к 220. Все! Между домами проложена ветка в 10 Мб. Дальше от ХАБА до квартиры тянешь обычную витую пару на 100 Мб (можно и на 10). По опыту витая пара на 10 Мб держит до 300 метров соединения. Такое решение самое главное масштабируемое. Тоесть все желающих можно в доме подключать в вашу сеть. (а еще и бабки за ето снимать:)) Я сам по такой схеме к выделенки подключен:) На 110 компов одна выделенка на 10 МБ. Не накладно получается… Обидно что только в грозу иногда летом хабы и карточки (сетвые) может выбить:(с форума

Если использовать не самый простой кабель, то можно добиться и лучшей скорости на этом же расстоянии:

По поводу военного кабеля — мы покупаем у вояк же, намотанный на катушки метров по 500. Диаметр жилы 2,96мм (в сравнени обычная внешняя проводка — 0,64мм, UTP-0,52) А грозозащиты — тут нуна двойную ставить — к внешней оболочке — разрядник и на землю прикрепить — но только с одной стороны, а на сами жилы классическую грозозащиту — только нужно побаловаться поставить трансформаторную/безтрансформаторную. Мы при протяжке военки на 200м получаем чистые 100мбит на свичах D-Link DS1005D

На этом у меня всё. Стабильной связи вам, друзья!

То есть в узком смысле - это глобальное сообщество малых и больших сетей. В более широком смысле - это глобальное информационное пространство, хранящее огромное количество информации на миллионах компьютеров, которые обмениваются данными.

В 1969 году, когда был создан Интернет, эта сеть объединяла всего лишь четыре хост-компьютера, а сегодня их число измеряется десятками миллионов. Каждый компьютер, подключенный к Интернету, - это часть Сети.

Для того чтобы начать с наиболее привычной всем схемы, рассмотрим, как подключается к Интернету домашний компьютер, и проследим, по каким каналам путешествует информация, передаваемая и принимаемая нами из Сети. Если вы выходите в Интернет с домашнего компьютера, то, скорее всего, используете модемное подключение (рис. 1).

В принципе, соединение с провайдером может идти по различным каналам: по телефонной линии, по выделенной линии, на основе беспроводной или спутниковой связи, по сети кабельного телевидения или даже по силовым линиям - все эти альтернативные варианты показаны на рис. 1 .

Чаще всего это так называемое временное (сеансовое) соединение по телефонной линии. Вы набираете один из телефонных номеров, который предоставил вам провайдер, и дозваниваетесь на один из его модемов. На рис. 1 показан набор модемов провайдера, так называемый модемный пул. После того как вы соединились с вашим ISP (Internet Service Provider)-провайдером, вы становитесь частью сети данного ISP. Провайдер предоставляет своим пользователям различные сервисы, электронную почту, Usenet и т.д.

Каждый провайдер имеет свою магистральную сеть, или бэкбоун . На рис. 1 мы условно изобразили магистральную сеть некоего провайдера ISP-A. Его магистральная сеть показана зеленым цветом.

Обычно ISP-провайдеры - это крупные компании, которые в ряде регионов имеют так называемые точки присутствия (POP, Point of Presence), где происходит подключение локальных пользователей.

Обычно крупный провайдер имеет точки присутствия (POP) в нескольких крупных городах. В каждом городе находятся аналогичные модемные пулы, на которые звонят локальные клиенты этого ISP в данном городе. Провайдер может арендовать волоконно-оптические линии у телефонной компании для соединения всех своих точек присутствия (POP), а может протянуть свои собственные волоконно-оптические линии. Крупнейшие коммуникационные компаний имеют собственные высокопропускные каналы. На рис. 1 мы показали опорные сети двух Интернет-провайдеров. Очевидно, что все клиенты провайдера ISP-А могут взаимодействовать между собой по собственной сети, а все клиенты компании ISP-В - по своей, но при отсутствии связи между сетями ISP-A и ISP-B клиенты компании «A» и клиенты компании «В» не могут связаться друг с другом. Для реализации данной услуги компании «A» и «B» договариваются подключиться к так называемым точкам доступа (NAP - Network Access Points) в разных городах, и трафик между двумя компаниями течет по сетям через NAP. На рис. 1 показаны магистральные сети только двух ISP-провайдеров. Аналогично организуется подключение к другим магистральным сетям, в результате чего образуется объединение множества сетей высокого уровня.

В Интернете действуют сотни крупных Интернет-провайдеров, их магистральные сети связаны через NAP в различных городах, и миллиарды байтов данных текут по разным сетям через NAP-узлы.

Если вы пользуетесь Интернетом в офисе, то, скорее всего, вы подключены к локальной сети (LAN - Local Area Network). В этом случае рассмотренная нами схема несколько видоизменяется (рис. 2). Сеть организации обычно отделена от внешнего мира определенной службой защиты информации, которая на нашей схеме условно показана в виде кирпичной стены. Варианты подключения к провайдеру могут быть различными, хотя чаще всего это выделенная линия.

Поскольку невозможно схематически отразить всю совокупность сетей Интернета, ее часто изображают в виде размытого облака, выделяя в нем лишь основные элементы: маршрутизаторы, точки присутствия (POP) и места доступа (NAP).

Скорость передачи информации на различных участках Сети существенно различается. Магистральные линии, или бэкбоуны, связывают все регионы мира (рис. 5) - это высокоскоростные каналы, построенные на основе волоконно-оптических кабелей. Кабели обозначаются OC (optical carrier), например OC-3, OC-12 или OC-48. Так, линия OC-3 может передавать 155 Мбит/с, а OC-48 - 2488 Мбит/с (2,488 Гбит/с). В то же время получение информации на домашний компьютер с модемным подключением 56 K происходит со скоростью всего 56 000 бит/с.

Как происходит передача информации в Интернете

Маршрутизаторы

Как же происходит передача информации по всем этим многочисленным каналам? Как сообщение может быть доставлено с одного компьютера на другой через весь мир, пройдя несколько различных сетей за долю секунды? Для того чтобы объяснить этот процесс, необходимо ввести несколько понятий и прежде всего рассказать о работе маршрутизаторов. Доставка информации по нужному адресу невозможна без маршрутизаторов, определяющих, по какому маршруту передавать информацию. Маршрутизатор - это устройство, которое работает с несколькими каналами, направляя в выбранный канал очередной блок данных. Выбор канала осуществляется по адресу, указанному в заголовке поступившего сообщения.

Таким образом, маршрутизатор выполняет две различные, но взаимосвязанные функции. Во-первых, он направляет информацию по свободным каналам, предотвращая «закупорку» узких мест в Сети; во-вторых, проверяет, что информация следует в нужном направлении. При объединении двух сетей маршрутизатор включается в обе сети, пропуская информацию из одной в другую, и в некоторых случаях осуществляет перевод данных из одного протокола в другой, при этом защищая сети от лишнего трафика. Эту функцию маршрутизаторов можно сравнить с работой патрульной службы, которая с вертолета ведет наблюдение за движением в городе, контролирует общую ситуацию с поломками и заторами на дорогах и сообщает о наиболее загруженных участках трассы, чтобы водители выбирали оптимальный маршрут и не попадали в пробки.

Протоколы Интернета

ерейдем теперь к рассмотрению способов передачи информации в Интернете. Для этого необходимо ввести такое понятие, как протокол. В широком смысле протокол - это заранее оговоренное правило (стандарт), по которому тот, кто хочет использовать определенный сервис, взаимодействует с последним. Применительно к Интернету протокол - это правило передачи информации в Сети.

Следует различать два типа протоколов: базовые и прикладные. Базовые протоколы отвечают за физическую пересылку сообщений между компьютерами в сети Интернет. Это протоколы IP и TCP. Прикладными называют протоколы более высокого уровня, они отвечают за функционирование специализированных служб. Например, протокол http служит для передачи гипертекстовых сообщений, протокол ftp - для передачи файлов, SMTP - для передачи электронной почты и т.д.

Набор протоколов разных уровней, работающих одновременно, называют стеком протоколов. Каждый нижележащий уровень стека протоколов имеет свою систему правил и предоставляет сервис для вышележащих.

Такое взаимодействие можно сравнить со схемой пересылки обычного письма. Например, директор фирмы «А» пишет письмо и отдает его секретарю. Секретарь помещает письмо в конверт, надписывает адрес и относит конверт на почту. Почта доставляет письмо в почтовое отделение. Почтовое отделение связи доставляет письмо получателю - секретарю директора фирмы «B». Секретарь распечатывает конверт и передает письмо директору фирмы «В». Информация (письмо) передается с верхнего уровня на нижний, обрастая на каждой стадии дополнительной служебной информацией (пакет, адрес на конверте, почтовый индекс, контейнер с корреспонденцией и т.д.), которая не имеет отношения к тексту письма.

Нижний уровень - это уровень почтового транспорта, которым письмо перевозится в пункт назначения. В пункте назначения происходит обратный процесс: корреспонденция извлекается, считывается адрес, почтальон несет конверт секретарю фирмы «B», который достает письмо, определяет его срочность, важность и в зависимости от этого передает информацию выше. Директора фирм «А» и «Б», передавая друг другу информацию, не заботятся о проблемах пересылки этой информации, подобно тому как секретаря не волнует, как доставляется почта.

Аналогично каждый протокол в стеке протоколов выполняет свою функцию, не заботясь о функциях протокола другого уровня.

На нижнем уровне, то есть на уровне TCP/IP , используется два основных протокола: IP (Internet Protocol - протокол Интернета) и ТСР (Transmission Control Protocol - протокол управления передачей).

Архитектура протоколов TCP/IP предназначена для объединенной сети. Интернет состоит из разнородных подсетей, соединенных друг с другом шлюзами. В качестве подсетей могут выступать разные локальные сети (Token Ring, Ethernet и т.п.), различные национальные, региональные и глобальные сети. К этим сетям могут подключаться машины разных типов. Каждая из подсетей работает в соответствии со своими принципами и типом связи. При этом каждая подсеть может принять пакет информации и доставить его по указанному адресу. Таким образом, требуется, чтобы каждая подсеть имела некий сквозной протокол для передачи сообщений между двумя внешними сетями.

Разобраться в работе протоколов поможет схема на рис. 6 . Предположим, имеется некое послание, отправляемое по электронной почте. Передача почты осуществляется по прикладному протоколу SMTP, который опирается на протоколы TCP/IP. Согласно протоколу TCP, отправляемые данные разбиваются на небольшие пакеты фиксированной структуры и длины, маркирующиеся таким образом, чтобы при получении данные можно было бы собрать в правильной последовательности.

Обычно длина одного пакета не превышает 1500 байт. Поэтому одно электронное письмо может состоять из нескольких сотен таких пакетов. Малая длина пакета не приводит к блокировке линий связи и не позволяет отдельным пользователям надолго захватывать канал связи.

К каждому полученному TCP-пакету протокол IP добавляет информацию, по которой можно определить адреса отправителя и получателя. На рис. 6 это представлено как помещение адреса на конверт. Для каждого поступающего пакета маршрутизатор, через который проходит какой-либо пакет, по данным IP-адреса определяет, кому из ближайших соседей необходимо переслать данный пакет, чтобы он быстрее оказался у получателя, - то есть принимает решение об оптимальном пути следования очередного пакета. При этом географически самый короткий путь не всегда оказывается оптимальным (быстрый канал на другой континент может быть лучше медленного в соседний город). Очевидно, что скорость и пути прохождения разных пакетов могут быть различными.

Таким образом, протокол IP осуществляет перемещение данных в сети, а протокол TCP обеспечивает надежную доставку данных, используя систему кодов, исправляющих ошибки. Причем два сетевых сервера могут одновременно передавать в обе стороны по одной линии множество TCP-пакетов от различных клиентов.

Некоторые начинающие пользователи думают, что связь по Интернету похожа на телефонную. Хочется еще раз подчеркнуть основное различие передачи информации по телефонной сети и по Интернету: когда вы звоните по телефону кому-нибудь в другой регион страны или даже на другой континент, телефонная система устанавливает канал между вашим телефоном и тем, на который вы звоните. Канал может состоять из десятков участков: медные провода, волоконно-оптические линии, беспроводные участки, спутниковая связь и т.д. Эти участки неизменны на протяжении всего сеанса связи. Это означает, что линия между вами и тем, кому вы звоните, постоянна в течение всего разговора, поэтому повреждения на любом участке данной линии, например обрыв проводов в бурю, способны прервать ваш разговор.

При этом, если соединение нормальное, значит выделенная вам часть сети для других уже не доступна. Речь идет о сети с коммутацией каналов. Интернет же является сетью с коммутацией пакетов, а это совсем другая история. Процесс пересылки электронной почты принципиально иной.

Как уже было отмечено, Интернет-данные в любой форме (будь то электронное послание, Web-страница или скачиваемый файл) путешествуют в виде группы пакетов. Каждый пакет посылается на место назначения по оптимальному из доступных путей. Поэтому даже если какой-то участок Сети окажется нарушенным, то это не повлияет на доставку пакета, который будет направлен по альтернативному пути. Таким образом, во время доставки данных нет необходимости в фиксированной линии связи между двумя пользователями. Принцип пакетной коммутации обеспечивает основное преимущество Интернета - надежность. Сеть может распределять нагрузку по различным участкам за тысячные доли секунды. Если какой-то участок оборудования сети поврежден, пакет может обойти это место и пройти по другому пути, обеспечив доставку всего послания .

Адресация в Интернете

ы уже упоминали IP-адрес, теперь расскажем о нем подробнее. Каждому компьютеру, подключенному к Интернету, присваивается идентификационный номер, который называется IP-адресом.

Но если вы осуществляете сеансовое подключение (то есть подключаетесь на время сеанса выхода в Интернет), то IP-адрес вам выделяется только на время этого сеанса. Присвоение адреса на время сеанса связи называется динамическим распределением IP-адресов. Оно удобно для ISP-провайдера, поскольку в тот период времени, пока вы не выходите в Интернет, IP-адрес, который вы получали, может быть выделен другому пользователю. Этот IP-адрес является уникальным только на время вашей сессии - в следующий раз, когда вы будете выходить в Интернет через своего провайдера, IP-адрес может быть другим. Таким образом, Интернет-провайдер должен иметь по одному IP-адресу на каждый обслуживаемый им модем, а не на каждого клиента, которых может быть намного больше.

IP-адрес имеет формат xxx.xxx.xxx.xxx, где xxx - числа от 0 до 255. Рассмотрим типичный IP-адрес: 193. 27.61.137.

Для облегчения запоминания IP-адрес обычно выражают рядом чисел в десятичной системе счисления, разделенных точками. Но компьютеры хранят его в бинарной форме. Например, тот же IP-адрес в двоичном коде будет выглядеть так:

11000001.00011011.00111101.10001001.

Четыре числа в IP-адресе называются октетами, поскольку в каждом из них при двоичном представлении имеется восемь разрядов: 4×8=32. Так как каждая из восьми позиций может иметь два различных состояния: 1 или 0, общий объем возможных комбинаций составляет 28, или 256, то есть каждый октет может принимать значения от 0 до 255. Комбинация четырех октетов дает 232 значений, то есть примерно 4,3 млрд. комбинаций, за исключением некоторых зарезервированных адресов.

Октеты служат не только для того, чтобы разделять числа, но и выполняют другие функции. Октеты можно распределить на две секции: Net и Host. Net-секция используется для того, чтобы определить сеть, к которой принадлежит компьютер. Host, который иногда называют узлом, определяет конкретный компьютер в сети.

Эта система аналогична системе, используемой в обычной почте, когда одна часть адреса определяет улицу, а вторая - конкретный дом на этой улице.

На ранней стадии своего развития Интернет состоял из небольшого количества компьютеров, объединенных модемами и телефонными линиями. Тогда пользователи могли установить соединение с компьютером, набрав цифровой адрес, например 163. 25.51.132. Это было удобно, пока сеть состояла из нескольких компьютеров. По мере увеличения их количества, учитывая тот факт, что текстовое имя всегда удобнее для запоминания, чем цифровое, постепенно цифровые имена стали заменять на текстовые.

Возникла проблема автоматизации данного процесса, и в 1983 году в Висконсинском университете США (University of Wisconsin) была создана так называемая DNS (Domain Name System)-система, которая автоматически устанавливала соответствие между текстовыми именами и IP-адресами. Вместо чисел была предложена ставшая сегодня для нас привычной запись типа http://www.myhobby.narod.ru/ .

Подобным образом осуществляется сортировка обычной почты. Люди привыкли ориентироваться по географическим адресам, например: «Москва, ул. Рылеева, д. 3, кв. 10», в то время как автомат на почте быстро сортирует почту по индексу.

Таким образом, при пересылке информации компьютеры используют цифровые адреса, люди - буквенные, а DNS-сервер служит своеобразным переводчиком.

Прежде чем переходить к описанию работы DNS-серверов, следует сказать несколько слов о структуре доменных имен.

Доменные имена

огда вы обращаетесь на Web или посылаете e-mail, вы используете доменное имя. Например, адрес http://www.microsoft.com/ содержит доменное имя microsoft.com. Аналогично e-mail-адрес [email protected] содержит доменное имя aha.ru.

В доменной системе имен реализуется принцип назначения имен с определением ответственности за их подмножество соответствующих сетевых групп.

И если каждая группа придерживается этого простого правила и всегда получает подтверждение, что имена, которые она присваивает, единственны среди множества ее непосредственных подчиненных, то никакие две системы, где бы те ни находились в сети Интернет, не смогут получить одинаковые имена.

Так же уникальны адреса, указываемые на конвертах при доставке писем обычной почтой. Таким образом, адрес на основе географических и административных названий однозначно определяет точку назначения.

Домены тоже имеют аналогичную иерархию. В именах домены отделяются друг от друга точками: companya.msk.ru, companyb.spb.ru. В имени может быть различное количество доменов, но обычно их не больше пяти. По мере движения по доменам в имени слева направо, количество имен, входящих в соответствующую группу, возрастает.

Каждый раз, когда вы используете доменное имя, вы также используете DNS-серверы для того, чтобы перевести буквенное доменное имя в IP-адрес на машинном языке.

В качестве примера давайте рассмотрим адрес http://www.pc.dpt1.company.msk.ru/ .

Первым в имени стоит название рабочей машины - реального компьютера с IP-адресом. Это имя создано и поддерживается группой dpt1. Группа входит в более крупное подразделение company, далее следует домен msk - он определяет имена московской части сети, а ru - российской.

Каждая страна имеет свой домен. Так au - соответствует Австралии, be - Бельгии и т.д. Это географические домены верхнего уровня.

Помимо географического признака используется тематический, в соответствии с которым существуют следующие доменные имена первого уровня:

  • com - обозначает коммерческие предприятия;
  • (edu) - образовательные;

    • Как работает DNS-сервер

    NS-сервер принимает запрос на конвертацию доменного имени в IP-адрес. При этом DNS-сервер выполняет следующие действия:

    • отвечает на запрос, выдав IP-адрес, поскольку уже знает IP-адрес запрашиваемого домена.
    • контактирует с другим DNS-сервером для того, чтобы найти IP-адрес запрошенного имени. Этот запрос может проходить по цепочке несколько раз.
    • выдает сообщение: «Я не знаю IP address домена, запрашиваемого вами, но вот IP address DNS-сервера, который знает больше меня»;
    • сообщает, что такой домен не существует.

    Представим, что вы набрали адрес http://www.pc.dpt1.company.com/ в вашем браузере, который имеет адрес в домене верхнего уровня COM (рис. 9). В простейшем варианте ваш браузер контактирует с DNS-сервером для того, чтобы получить IP-адрес искомого компьютера, и DNS-сервер возвращает искомый IP-адрес (рис. 10).

    На практике в Сети, где объединены миллионы компьютеров, найти DNS-сервер, который знает нужную вам информацию, - это целая проблема. Иными словами, если вы ищете какой-то компьютер в Сети, то прежде всего вам необходимо найти DNS-сервер, на котором хранится нужная вам информация. При этом в поиске информации может быть задействована целая цепочка серверов. Пояснить работу DNS-серверов можно на примере, показанном на рис. 11 .

    Предположим, что тот DNS-сервер, к которому вы обратились (на рис. 11 он обозначен как DNS1), не имеет нужной информации. DNS1 начнет поиск IP-адреса с обращения к одному из корневых DNS-серверов. Корневые DNS-серверы знают IP-адреса всех DNS-серверов, отвечающих за доменные имена верхнего уровня (COM, EDU, GOV, INT, MIL, NET, ORG и т.д.).

    Например, ваш сервер DNS1 может запросить адрес у корневого DNS-сервера. Если корневой сервер не знает данного адреса, возможно, он даст ответ: «Я не знаю IP-адреса для http://www.pc.dpt1.company.com/ , но могу предоставить IP-адрес COM DNS-сервера».

    После этого ваш DNS посылает запрос на COM DNS с просьбой сообщить искомый IP-адрес. Так происходит до тех пор, пока не найдется DNS-сервер, который выдаст нужную информацию.

    Одна из причин, по которой система работает надежно, - это ее избыточность. Существует множество DNS-серверов на каждом уровне, и поэтому, если один из них не может дать ответ, наверняка существует другой, на котором есть необходимая вам информация. Другая технология, которая делает поиск более быстрым, - это система кэширования. Как только DNS-сервер выполняет запрос, он кэширует полученный IP-адрес. Однажды сделав запрос на корневой DNS (root DNS) и получив адрес DNS-сервера, обслуживающего COM-домены, в следующий раз он уже не должен будет повторно обращаться с подобным запросом. Подобное кэширование происходит с каждым запросом, что постепенно оптимизирует скорость работы системы. Несмотря на то что пользователям работа DNS-сервера не видна, эти серверы каждый день выполняют миллиарды запросов, обеспечивая работу миллионов пользователей.

    КомпьютерПресс 5"2002