Файл: Аналитический обзор развития технологий Интернета (Услуги Интернет).pdf

Сеть Интернет связывает между собой множество компьютеров, каждый из которых обладает собственной аппаратной платформой и операционной системой. Именно по этой причине необходим единый набор правил и стандартов для передачи сообщений. Данные правила обычно называют соглашениями или протоколами.

В настоящее время в сети Интернет существует достаточно большое количество предоставляемых услуг, позволяющих пользователям использовать дополнительные возможности коммуникации.

Актуальность данной работы заключается в том, что на данный момент существует большая разрозненная система сервисов и услуг в сети Интернет, с которой знаком не каждый пользователь. Данная работа призвана собрать воедино список основных услуг Интернета и их характеристик с целью ознакомления пользователя с ними.

Объектом исследования в данной работе является сеть Интернет в целом, а также ее основополагающий набор соглашений интерфейса – протокол. Предметом исследования являются основные сервисы и услуги сети Интернет и их достоинствами и недостатками.

Целью данной работы является структурирование и исследование основных протоколов и услуг сети Интернет для лучшего понимания функционирования сети.

Задачами данной работы являются:

обзор основных аспектов истории развития Интернета;
рассмотрение понятий протокола и Интернета;
изучение набора протоколов TCP/IP;
подробное рассмотрение основных услуг сети Интернет.

В основу данного исследования легли работы известных ученых Э. Таненбаума и В. Г. и Н. А. Олиферов. Таненбаум является заслуженным профессором Гарвардского университета, опубликовавшим много трудов в сфере информационных технологий, ставших фундаментальными. На его трудах основываются многие исследования, а его учеником был Линус Торвальдс, создатель операционной системы Линукс.

В. Г. и Н. А. Олифер являются мужем и женой – семьей прииизнанных ученых в сфере компьютерных сетей, опубликовавших множество работ, некоторые из которых стали фундаментальными для образовательных программ.

1. Протоколы Интернет

1.1. Понятие Интернет

Интернет является всемирной системой объединенных компьютерных сетей для передачи и хранения информации. Интернет часто упоминается как Всемирная или Глобальная сеть и построен на базе стека протоколов TCP/IP. На основе сети Интернет работает Всемирная паутина и множество других систем передачи данных.

К концу июня 2012 года число пользователей, которые регулярно используют интернет, составило более чем 2,4 миллиарда человек, что представляет собой более трети населения Земли.

На сегодняшний день интернет достиг небывалого охвата аудитории и стремительно расширяется^[1].

В данный момент в интернете существует очень большое количество сервисов, которые обеспечивают работу со всем спектром ресурсов. Наиболее известными среди этих сервисов являются:

сервис DNS, который обеспечивает возможность использования для адресации узлов сети мнемонических имен вместо числовых адресов;
электронная почта, которая обеспечивает возможность обмена сообщениями между двумя или более абонентами;
сервис IRC, который предназначен для поддержки текстового общения в реальном времени;
телеконференции или группы новостей, которые обеспечивают возможность коллективного обмена сообщениями^[2];
сервис FTP, который обеспечивает пересылку и хранение файлов различных типов;
сервис Telnet, который используется с целью управления удаленными компьютерами в терминальном режиме;
гипертекстовая система World Wide Web, которая предназначена для интеграции различных сетевых ресурсов в единое информационное пространство;
потоковое мультимедиа^[3].

Данные сервисы относятся к стандартным, что означает наличие международных стандартов построения серверного и клиентского ПО и протоколов взаимодействия. Это значит, что разработчики программного обеспечения при реализации данных сервисов обязаны соблюдать общие технические требования.

Помимо стандартных сервисов также существуют нестандартные, которые представляют собой оригинальную разработку определенной компании. В качестве примера можно привести интернет-пейджеры ICQ и Skype, трансляции радио и видео и множество других подобных. Важной особенностью таких систем является отсутствие международных стандартов, что может привести к возникновению технических конфликтов с другими подобными сервисами^[4].

Применительно к стандартным сервисам стандартизируется также интерфейс взаимодействия с транспортными протоколами. К примеру, за стандартные номера TCP- и UDP-портов резервируются каждым программным сервером и остаются неизменными независимо от транспортных протоколов и особенностей конкретной фирменной реализации компонентов сервиса. Жестко не регламентируются номера портов клиентского программного обеспечения, что объясняется двумя факторами:

на пользовательском узле имеется возможность функционирования нескольких копий клиентской программы, каждая из которых должна однозначно идентифицироваться транспортным протоколом, то есть за каждой копией должен быть закреплен собственный уникальный номер порта;
для клиента важна регламентация портов сервера, для определения адреса направления запроса, в то время как сервер сможет узнать адрес из поступившего запроса и ответить клиенту^[5] [2, 4].

1.2. История Интернет

В 1957 году, после запуска Советским Союзом первого искусственного спутника Земли, Американское Министерство обороны посчитало, что на случай войны США нужна надежная система передачи информации. Американское агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам поручило Стэнфордскому исследовательскому центру, Калифорнийскому университету в Лос-Анджелесе, Университету штата Калифорния в Санта-Барбаре и Университету Юты разработать для этого компьютерную сеть. Компьютерная сеть была названа ARPANET, и она объединила эти четыре учреждения в рамках проекта в 1969 году. Все работы финансировались Американским Министерством обороны. После этого сеть ARPANET начали использовать ученые из разных областей науки. Первый сервер ARPANET был установлен в сентябре 1969 года в Калифорнийском университете на компьютере Honeywell DP-516, имеющем 24 Кб оперативной памяти^[6].

В 21:00 29 октября 1969 года был проведен сеанс связи между Стэнфордским исследовательским институтом и Калифорнийским университетом Лос-Анджелеса — двумя находящимися на расстоянии в 640 км. первыми узлами сети ARPANET. Чарли Клайном была предпринята попытка выполнить удаленное подключение из Лос-Анджелеса к компьютеру в Стэнфорде. Успешная передача каждого введенного символа подтверждалась по телефону его коллегой Биллом Дюваллем из Стэнфорда. С первой попытки удалось отправить всего два символа «L» и «O», после чего сеть перестала функционировать. Изначально предполагалось передать LOG, которое должно обозначать слово LOGIN. В рабочее состояние систему вернули уже к 22:30, и следующая попытка оказалась успешной. Именно эту дату можно считать днем рождения интернета^[7].

К 1971 году была разработана первая программа для отправки электронной почты по сети. В 1973 году к сети были подключены первые иностранные организации из Норвегии и Великобритании через трансатлантический телефонный кабель, сеть стала международной.

В 1970-х годах сеть в основном использовалась для пересылки электронной почты, в то же время появились первые доски объявлений, новостные группы и списки почтовой рассылки. Но в те дни сеть еще не могла легко взаимодействовать с другими сетями, которые были построены на других технических стандартах. К концу 1970-х годов начали бурно развиваться стандартизированные в 1982—1983 годах протоколы передачи данных. Активную роль в стандартизации и разработке сетевых протоколов играл Джон Постел. В январе 1983 года сеть ARPANET перешла с протокола NCP на TCP/IP, до сих пор успешно применяемый для объединения сетей. Именно в этом году за сетью ARPANET закрепилось название Интернет^[8].

В 1984 году была разработана система доменных имен, называемая DNS. В этом же году у сети ARPANET появился серьезный соперник, имеющий больше пропускной способности и называемый NSFNet. NSFNet является составленной из более мелких сетей обширной межуниверситетской сетью, основанной Американским национальным научным фондом. К данной сети за первый год подключились около десяти тысяч компьютеров, после чего название сети Интернет начало плавно переходить к NSFNet.

В 1988 году был разработан протокол Internet Relay Chat, благодаря которому в сети Интернет стало возможно общение в реальном времени.

Концепция всемирной паутины родилась в 1989 году в Европе. Данную концепцию предложил знаменитый британский ученый Тим Бернерс-Ли в Европейском совете по ядерным исследованиям Им же за два года были разработаны идентификаторы URI, язык HTML и протокол HTTP^[9].

В 1990 году полностью прекратила свое существование сеть ARPANET, проиграв конкуренцию NSFNet. В то же время было зафиксировано первое подключение к интернету по телефонной линии. Через год Всемирная паутина стала общедоступна в сети Интернет, а еще через два года появился популярный веб-браузер NCSA Mosaic.

В 1995 году сеть NSFNet вернулась к исследовательской роли, в то время как маршрутизацией всего трафика в сети Интернет теперь стали заниматься сетевые провайдеры вместо суперкомпьютеров Национального научного фонда. В это же время Всемирная паутина обогнала по трафику протокол пересылки файлов FTP. став основным поставщиком информации в сети Интернет. Также был образован Консорциум Всемирной паутины. С 1996 года Всемирная паутина почти полностью подменила собой понятие сети Интернет^[10].

В 1990-е годы сеть Интернет объединила в себе большинство существовавших тогда сетей. Объединение выглядело привлекательным благодаря отсутствию единого руководства, а также благодаря открытости технических интернет-стандартов, что делало сети независимыми от конкретных компаний и бизнеса. К 1997 году в сети Интернет было зарегистрировано более миллиона доменных имен и насчитывалось уже около десяти миллионов компьютеров^[11].

На сегодняшний день подключиться к интернету можно через радиоканалы, спутники связи, телефон, кабельное телевидение, электропровода, специальные оптико-волоконные линии или сотовую связь. Всемирная сеть стала неотъемлемой частью жизни в развивающихся и развитых странах.

В течение пяти лет сеть Интернет достигла аудитории свыше пятидесяти миллионов пользователей. С 22 января 2010 года прямой доступ в интернет получил экипаж Международной космической станции^[12] [1, 5, 7].

1.3. Понятие протокола

Протокол передачи данных является набором соглашений интерфейса логического уровня, определяющих обмен данными в сети Интернет или между различными программами. Данный набор соглашений задает общий способ передачи сообщений и обработки ошибок при взаимодействии программного обеспечения разнесенной в пространстве аппаратуры, которая соединена тем или иным интерфейсом^[13].

В сети Интернет существуют два типа протоколов: базовые и прикладные. Базовые протоколы отвечают за физическую пересылку электронных сообщений между компьютерами в сети Интернет. Такими протоколами являются IP и TCP, их чаще всего обозначают единым термином протокола TCP/IP. Прикладные протоколы отвечают за функционирование специализированных служб интернета, они принадлежат более высокому уровню. В качестве примеров таких протоколов можно привести http для передачи гипертекстовых сообщений, ftp для передачи файлов, telnet для удаленного доступа, SMPT и POP 3 для электронной почты^[14] [3, 8].

1.4. Набор протоколов TCP/IP

Набор протоколов передачи данных TCP/IP получил название от двух принадлежащих ему протоколов: Transmission Control Protocol и Internet Protocol. Протокол TCP разбивает любое сообщение на несколько составных частей, называемых пакетами. Каждый пакет для передачи снабжается дополнительными данными, такими как идентификатор сообщения, адреса отправителя и получателя, номер пакета в сообщении и другими подобными. За сам процесс доставки отвечает протокол IP.

Стек протоколов TCP/IP включает в себя четыре уровня: прикладной, транспортный, сетевой и канальный^[15].

На прикладном уровне работает большинство сетевых приложений, имеющих собственные протоколы обмена информацией. В качестве примера таких протоколов можно привести HTTP для WWW, FTP для передачи файлов, SMTP для электронной почты, SSH для безопасного соединения с удаленной машиной, DNS для преобразования символьных имен в IP-адреса и многие другие.