Физическое строение сети Internet

Internet — глобальная всемирная сеть, образованная компьютерами и ло­кальными компьютерными сетями, использующими различные аппаратные и системные платформы. В таком понимании локальными для Internet яв­ляются и такие огромные, охватывающие целые государства и регионы, сети, как FreeNet, SURAnet, MIDnet.

Составляющие Internet физические сети образуют иерархию, верхний уровень в которой занимают высокоскоростные магистральные сети, такие как поддерживаемая компанией МСI. Большая часть Internet -трафика вливается в магистраль через точки сетевого доступа (network access points, NAPs), расположенные в густонаселенных областях США и поддерживаемые компаниями Sprint, MFS и др. Независимые национальные сети (например, PSInet и UUNET) связаны с такими NAP-точками, но некоторые поставщики услуг заключили общую договоренность об обмене Internet-трафиком, минуя NАР-точки (последние при интенсивном трафике становятся узкими местами). Нижние уровни иерархии Internet составлены из региональных и частных сетей университетских центров, исследовательских организаций и коммерческих фирм (рис. 6.1).

Рис. 6.1 Иерархия Internet

В Internet взаимодействуют компьютеры на базе разных процессоров и операционных систем (UNIX, Windows, DOS, Mac OS) благодаря организации физической связи компьютеров между собой и использованию единых базовых протоколов обмена данными — TCP (Transmission Control Protocol) и IP (Internet Protocol). Эти протоколы тесно связаны между собой, поэтому они рассматри­ваются вместе — TCP/IP.

Термин "протокол" является базовым в контексте компьютерных сетей, определяя единые правила (соглашения) приема и интерпретации передаваемой по сети информации. Расположение, назначение и содержание каждого байта информации должны соответствовать соглашениям, из­вестным всем взаимодействующим компьютерам в сети. В последнее время локальные корпоративные сети крупных организаций стали использовать те же технологии (принципы построения физических связей и протоколы обмена TCP/IP), что и сеть Internet. Для определения таких сетей используется термин Intranet.

Для организации физической связи компьютеров и локальных сетей между собой используются различные методы. Исторически наиболее ран­ними из них были соединения с использованием медного кабеля. С середи­ны 80-х годов широкое развитие получили линии на основе оптического волокна. При этом увеличились скорости обмена и допустимые расстояния между узлами сети без использования репитеров, т. е. повторителей сигнала, которые компенсировали затухание сигнала на больших расстояниях. Для объединения участков сети на очень больших расстояниях используются спутниковые каналы.

В последнее время на небольших расстояниях (до 50—100 км) стали при­меняться решения с использованием радиоканалов там, где прокладка ка­белей невозможна или экономически неэффективна. Но и сейчас сущест­вуют участки сети, связь между которыми происходит по обычной телефонной выделенной линии, соединение по которой постоянно и не пре­рывается с течением времени, в отличие от соединения по коммутируемой телефонной линии (телефонная сеть).

Все сказанное выше относится к объединению узловых компьютеров, т. е. компьютеров, постоянно подключенных к сети и образующих ее. Такие компьютеры получили название Хосты (Host) сети. Для определения Хостов сети, по которым передается основной трафик всей Internet, используется название костяк или позвоночник сети (backbone). Обычно компьютер-Хост является частью локальной сети провайдера или крупной организации, имеющей собственный выход в Internet. Для соединения локальной сети с остальной частью сети Internet используются отдельные, обычные или специализированные компьютеры, получившие название маршрутизатор (router). Эти компьютеры определяют маршрут прохождения информации в/из Internet и предохраняют локальную сеть от необходимости обрабатывать всю информацию сети Internet на этом участ­ке, а с другой стороны, защищают Internet от ошибок и сбоев внутри ло­кальной сети.

Для подключения обычных пользователей сети используются коммутируемые телефонные линии. Связь по этим ли­ниям происходит с использованием модемов — устройств для преобразова­ния цифровых сигналов компьютера в аналоговый сигнал телефонной ли­нии, а также выполнения обратного преобразования.