2.4. Глобальное сообщество сетей Internet

2.4.1. Организация и особенности

Слово Internet произошло от выражения Interconnected networks (связанные сети). Internet представляет собой не только уникальную сеть, но и уникальное явление современной цивилизации. В знак уважения к грандиозности проекта Internet в печати называют термином «Сеть». Сеть Internet (1983 г.) создана энтузиастами UNIX и очень похожа на ЛС UNIX-машин. Internet зародилась как проект Министерства обороны США и имела:

• разные названия – ARPAnet (1969 г.), Defence Department Network (DDN), DDN ARPA;

• скорость передачи 56 Кбит/с, это реально 3-4 страницы текста в секунду (кстати, человек может читать не более 55 бит/с текста);

• цель: функционирование во время военных действий при поражении отдельных узлов.

Первые разработки в области создания сети сетей были проведены Уинтоном Серфом и Робертом Канном. Именно тогда для описания создаваемой системы было применено слово «Internet» [5-7].

С тек протоколов передачи данных TCP/IP, разработанный в 1973 г. в Стэндфордском университете группой Винтона Серфа (на фото слева), был принят как стандарт для передачи данных Министерства обороны США. Он оказался мощным средством для передачи данных с помощью пакетов информации по (быстрым) выделенным каналам связи. Позднее TCP/IP стал стандартом де-факто обмена данными в глобальных сетях и породил содружество сетей Internet.

Точнее, модернизировав TCP/IP так, чтобы он стал применим в сетях и с более низкой пропускной способностью и распространив его в Сети, именно Билл Джой (на фото слева) – основатель корпорации Stanford University Networks (SUN) Microsystems – фактически положил начало существованию Internet. Но стек TCP/IP – только основа. Кроме него в Сети используется целое множество протоколов для самых разных целей [6]. А в 1988 году Билл Джой вообще заявил, что, по сути, сеть – это компьютер, когда там стала использоваться разработанная им единая сетевая файловая система (ФС) (Network File System, NFS). Действительно, обладая гибкостью UNIX, такая сеть могла бы, в принципе, выглядеть, как один многопользовательский компьютер с единой ФС, но это породило бы множество организационных проблем (хозяина, доступа, развития, защиты, капиталовложений и распределения прибыли). Поэтому обитатели Internet избегают слишком тесных связей, благодаря чему в Сеть могут быть интегрированы любые компьютерные платформы. Сейчас за 0,6 секунды информация из Москвы доходит до Белого Дома США, вид сайта которого показан на рис.1.15.

Рис.1.15. Вид сайта Белого дома США

Особенности Internet.

1. Сеть Internet никому не принадлежит. Ей могут пользоваться все. Каждый может развить и улучшить ее.

2. Организационные особенности:

• в передаче фигурируют только отправитель и получатель сообщения, все промежуточное делается автоматически;

• используется коммутация пакетов, на которые разбивается любое сообщение. ПК получателя сам заботится о получении и сборке сообщения из пакетов (должен только быть включен);

• транзитные узлы автоматически передают сообщение дальше по выбранному маршруту;

• выполняется автоматическая маршрутизация и построение маршрутов обхода поврежденных узлов Internet. Серверы сами выбирают оптимальный маршрут и изменят его при изменении качества связи и нагрузки на сеть.

3. Любой пользователь Internet, в принципе, может получить доступ к любому другому компьютеру, работающему в Сети, причем в течение считанных долей секунды, и работать с ним, как с местным терминалом, независимо от места расположения этого компьютера на Земном шаре. Зачастую при этом в цепочке, по которой передаются данные, находятся несколько связующих компьютеров и спутников связи.

4. Это самая большая сеть по числу пользователей, по площади покрытия, по суммарному объему передаваемого трафика, по числу входящих в ее состав сетей.

5. Это сеть, не имеющая единого центра управления, но работающая по единым правилам и предоставляющая своим пользователям единый набор услуг.

6. Это действительно сеть сетей, каждой из которых управляет независимый оператор – поставщик услуг Internet (Internet Service Provider, ISP) [6].

7. Некоторые координирующие органы Internet существуют. Они отвечают за единую техническую политику, согласованный набор технических стандартов, централизованное назначение имен и адресов компьютеров и входящих в нее сетей, но не за ежедневное поддержание Сети в работоспособном состоянии.

8. Сеть отличает высокая степень децентрализации. Достоинства этого связаны с легкостью наращивания Сети, для чего новому ISP достаточно заключить соглашение хотя бы с одним из существующих ISP. После этого пользователи нового ISP получают доступ ко всем ресурсам Сети. Недостатки децентрализации проявляются в сложности модернизации технологий и услуг Сети, что требует согласованных усилий всех поставщиков услуг, что труднее, чем в случае одного «хозяина». Кроме того, услуги Сети не отличает высокая надежность, поскольку никто из ISP не отвечает за конечный результат (например, за доступ клиента из сети одного ISP к сайту в сети другого ISP) [6].

9. Это недорогая сеть, что объясняется более низкой стоимостью транспортной инфраструктуры Сети (с коммутацией пакетов) по сравнению с инфраструктурой телефонных сетей.

10. Необъятное информационное наполнение Сети и простота доступа к этой информации для всех пользователей. С появлением в 1991 г. Web Сеть стала быстро заполняться самой разнообразной информацией в форме Web-страниц, превращаясь одновременно в энциклопедию, ежедневную газету, рекламное агентство и огромный магазин.

11. Основными аппаратными элементами Сети являются серверы, маршрутизаторы, шлюзы, опорные сети (магистральные, внутризоновые, региональные), а также дополнительные сети и каналы разных технологий (сотовые, телефонные, телеграфные, беспроводные и др.). Доступ в Сеть могут получить всевозможные компьютеры и другие устройства пользователей [6-10]. На самом деле Internet – это десятки магистралей, десятки тысяч ISP, сотни тысяч сетей и миллионы компьютеров.

12. Каналы связи Internet достаточно быстры и логически однородны. Так, цифровой выделенный телефонный канал (инфолиния) с пропускной способностью 2 Мбит/с и модемное соединение по коммутируемой телефонной линии поддерживают один и тот же набор протоколов. Используются и спутниковые каналы (1,5 Мбит/с) для связи континентов. Большая часть зарубежных сетей построена на основе выделенных высокоскоростных каналов связи, и для нормальной работы с ресурсами этих сетей требуются современные дорогие высокоскоростные модемы и значительные затраты на эксплуатацию каналов связи.

13. Компьютеры в Internet практически равноправны, кроме некоторых административных функций. Поэтому сеть исключительно живуча и устойчива.

14. Полный набор ПО для любой деятельности в Internet уже вряд ли может быть доступен всем бесплатно, и ситуация быстро меняется к худшему.

15. Internet представляет собой динамически изменяющуюся инфраструктуру, в которой двигателем развития служат пользовательские приложения [7].

16. Internet уже играет доминирующую роль в современных деловых коммуникациях, в качестве интернациональной телефонной и почтовой системы и завоевывает ключевую роль как всемирная информационная среда, а также среда поддержки бизнеса, обучения, творческого самовыражения и самореализации, досуга и поиска информации. На сегодняшний день в сети Internet активно работает более 80 млн. пользователей и по всему миру объединено более 50 тысяч сетей. При этом темпы роста таковы, что за год число пользователей почти удваивается. Адрес в Internet (при надежном соединении) для пользователя не менее важен, чем телефон и факс.

17. Internet неуклонно движется к тому, чтобы стать общемировой сетью интерактивного взаимодействия людей. Сеть начинает все больше использоваться не только для распространения информации, но и для осуществления самих деловых операций (покупки товаров и услуг, перемещения финансовых активов и др.). Это в корне меняет для многих компаний сам способ ведения бизнеса. Изменяется и поведение клиентов, значительная часть которых уже предпочитает совершать электронные сделки.

18. Навигация в Сети связана с доступом к ее ресурсам, расположенным на различных серверах. Работая в Internet, не надо пытаться полностью представить ее структуру и адреса всех встречающихся здесь серверов, да это и не удастся. Суть навигации: «зайти» на некоторый сервер, на время став его клиентом, посмотреть и найти там что-то интересное для себя, а также по возможности получить (скопировать, скачать, загрузить) искомую информацию [5-7, 29].

Структура Internet. Стремительный рост числа пользователей Сети изменил отношение к ней со стороны корпоративных пользователей и операторов связи. Практически все традиционные операторы связи сегодня поддерживают Internet. К ним постоянно добавляются все новые операторы, обеспечивающие услуги Сети. Поэтому общая структура Internet является отражением общей постоянно развивающейся структуры всемирной телекоммуникационной сети, составляющими которой являются магистрали (Backbone), сети доступа, информационные центры и оборудование клиентов, а системообразующими связями – фактические связи поставщиков услуг разного уровня. Поставщики услуг Internet (ISP) обычно разделяются по трем типовым уровням (табл.5) [6].

Таблица 5

Уровни поставщиков услуг	Особенности деятельности
Магистральные ISP	Это аналоги транснациональных операторов связи. Имеют собственные транспортные магистрали, покрывающие крупные регионы (страна, континент, весь земной шар).
Региональные ISP	Работают в рамках определенного региона страны (штат, графство, область)
Локальные ISP	Работают в пределах одного города.

Связи между поставщиками услуг строятся на основе двухсторонних (пиринговых) коммерческих соглашений о взаимной передаче трафика. При этом магистральный поставщик услуг обычно имеет пиринговые соглашения со всеми остальными магистральными ISP, а каждый региональный ISP – с одним из магистральных и несколькими (ближайшими) региональными ISP. Операторы конфигурируют свое коммутационное оборудование так, чтобы трафик между соответствующими сетями.

Для упрощения связей региональных ISP друг с другом в Сети существуют специальные центры обмена (Internet eXchange, IX), где соединяются сети большого числа ISP. Другое их название – точка сетевого доступа (Network Access Point, NAP). IX/NAP может поддерживаться отдельным магистральным ISP (национальным или международным) для доступа региональных и локальных ISP, присоединенных к его сети. Иногда для поддержки IX/NAP создается специализированная компания. В простейшем случае такой центр предоставляет поставщикам услуг только помещение для установки коммутационного оборудования, а все физические и логические соединения выполняют сами ISP. Но чаще коммутационное оборудование IX/NAP участвует в обмене ISP трафиком, обеспечивая лишь физическое соединение. А логические связи и передачу трафика такое подключение не обеспечивает. Для их организации ISP заключают пиринговые соглашения. Наконец, существуют центры взаиморасчетов – центры обмена, объединяющие функции обмена трафиком с коммерческими функциями. Они (как биржи) ведут оптовую торговлю трафиком, являясь посредниками при заключении соглашений между ISP, предлагающими свою стоимость передачи данных [6].

Для подключения оборудования клиентов IPS (как и операторы связи) организуют так называемые точки присутствия (Point Of Presence, POP) – места, где размещается оборудование доступа, обеспечивающее подключение большого числа клиентов. Таким образом, фрагмент структуры Internet может иметь вид, показанный на рис. 1.16.

Рис.1.16. Фрагмент структуры Internet

При необходимости учета размера покрываемой ISP территории поставщики делятся на 4 категории (Tier 1-4) путем добавления к известным категориям магистральных (Tier 4), региональных (Tier 3) и локальных (Tier 1) ISP специальной категории (Tier 2). Ее ISP работают (как локальные) непосредственно с конечными пользователями Сети, но имеют существенно больший охват клиентов [6].

Общим термином ISP обычно называют компании, обеспечивающие передачу трафика пользователей в сети других ISP. При более детальной классификации ISP по видам оказываемых услуг среди ISP выделяются

• поставщик Internet-контента (Internet Content Provider, ICP) – он имеет собственные информационно-справочные ресурсы, предоставляя их содержание (контент) в виде Web-сайтов;

• поставщик услуг хостинга (Hosting Sevice Provider, HSP) – он предоставляет свои помещение, каналы связи и серверы для размещения контента, созданного другими предприятиями;

• поставщик услуг доставки контента (Content Delivery Provider, CDP) – не создавая контента, он только обеспечивает доставку контента в многочисленные точки доступа, приближенные к пользователям (для повышения скорости доступа последних к контенту);

• поставщик услуг поддержки приложений (Application Service Provider, ASP) – предоставляет корпоративным пользователям доступ к крупным программным продуктам, упрощая тем самым их поддержку. Так упрощается поддержка приложений класса управления предприятием – SAP R3;

• поставщик биллинговых услуг (Billing Service Provider, BSP) – обеспечивает оплату счетов через Сеть, сотрудничая с коммунальными службами города [6].

Границы Internet. Поскольку Сеть тесно встроена в общую инфраструктуру операторов связи, актуален вопрос о ее границах. Конечно, Сеть не безгранична. Ведь у ее пользователей (особенно коллективных, корпоративных) могут быть и собственные ресурсы, содержащие внутреннюю или секретную информацию. Для защиты собственных ресурсов подсети в ней обычно устанавливается особое коммуникационное устройство и/или программа – брандмауэр (Firewall). Брандмауэр защищает внутренние серверы подсети. Доступ к ним могут получить только клиенты подсети, а запросы внешних пользователей блокируются. В то же время брандмауэр разрешает доступ своих клиентов к ресурсам Internet (небезопасное соединение) и пропускает в подсеть ответы внешних серверов с необходимой для своих клиентов информацией.

Кроме того, через Internet может быть организован только транспорт между своими подсетями (ЛС подразделений) в корпоративной сети, с высокой степенью конфиденциальности своих передаваемых данных. При этом защиту данных обеспечивает услуга организации виртуальной частной сети (Virtual Private Network, VPN), гарантирующая полную изоляцию подсетей предприятия от трафика Internet.

Таким образом, защищенные брандмауэрами ресурсы подсетей и части закрытых транспортных инфраструктур ISP, по сути, к Сети не относятся, в ее границы не входят, хотя мы и говорим, что Internet состоит из IPS-сетей.

С точки зрения пользователей Internet представляет собой набор информационных ресурсов, рассредоточенных по подсетям (ISP, корпоративным, ЛС и компьютерам домашних пользователей).

Транспортные средства Сети также достаточно виртуальны, представляют часть ресурсов коммуникационных устройств и каналов операторов связи, обеспечивающую передачу Internet-трафика.

В общем случае сеть поставщика услуг обычно называют частной IP-сетью, поскольку на ее основе оператор оказывает как услуги Internet, так и другие услуги, например, VPN. И если предоставляемые услуги реализуются на основе технологий Internet (транспорт TCP/IP, информационный сервис Web), то они представляют услуги intranet [6].