32. Глобальна комп’ютерна мережа Internet

32.1. Поняття про глобальну комп’ютерну мережу Internet.

На початку 70-х рокiв мiнiстерство оборони США поставило перед програмiстами завдання: розробити систему надiйного обмiну iнформацiєю мiж своїми комп'ютерами. Для вiдпрацьовування рiзноманiтних технiчних рiшень була створена перша у свiтi широкомасштабна мережа ARPAnet - Advanced Research Projects Agensy - бюро прогресивних дослiджень мiнiстерства оборони. ARPAnet дозволяла будь-якому з цих комп'ютерiв зв'язуватися з будь-яким iншим, навiть за умови виходу з ладу i iстотної частини елементiв мережi. Протягом майже десятьох рокiв розвиток мережних технологiй проходив непомiтно для широкої публiки. Послугами мереж користувалися в основному фахiвцi з обчислювальної вiйськової технiки. У цей час з'явилися i стали популярними локальнi мережi. Деякi пiдприємства, спираючись на досвiд вiйськових, почали розвивати комп'ютернi зв'язки мiж своїми фiлiями, розкиданими по всiй країнi. Унiверситети, що приймали участь у розробцi й удосконаленнi ARPAnet, пiдключилися до неї i стали використовувати мережу в своїх наукових дослiдженнях. Наприкiнцi 80-х рокiв зусиллями Нацiонального Наукового Фонду (NSF) було створено п'ять обчислювальних центрiв, обладнаних суперкомп'ютерами. До їхнiх ресурсiв було потрiбно пiдключити сотнi наукових лабораторiй. Спроба використовувати ARPAnet не увiнчалася успiхом - стара мережа не справлялася з величезними потоками даних, типовими для великих обчислювальних завдань. NSF прийняв рiшення створити свою нацiональну мережу, засновану на технологiї APRAnet, що добре зарекомендувала себе. Полiтика NSF iз самого початку припускала, що нова мережа буде орiєнтована на рiзноманiтних користувачiв, а не тiльки на програмiстiв i математикiв. Дуже швидко були розробленi i реалiзованi засоби обмiну iнформацiєю мiж мережею NSF i корпоративними мережами, що пiдтримують протоколи передачi даних з ARPAnet. Так почалося формування Internet, 'мережi мереж', глобального об'єднання комп'ютерiв, здатних у будь-який момент часу зв'язатися один з одним.

У 1986 роцi Internet зв'язувала менше 6000 комп'ютерiв, причому усi вони розташовувалися на територiї США. Через п'ять рокiв їх було вже 600,000, а в 1994 роцi їх стало бiльше мiльйона .На цей час число користувачiв Internet в усьому свiтi складає бiльш сотнi мiльйонiв i швидко росте.

Для ARPAnet були розробленi протоколи обмiну, принципи яких використовуються i зараз. Internet є сукупнiстю мереж, що пiдтримують обмiн iнформацiєю на основi протоколiв TCP/IP. Що ж це таке? У спрощеному видi завдання мережi заключається в тому, щоб доставити бiти iнформацiї з комп'ютера А в комп'ютер В. При цьому бажано, щоб у процесi транспортування iнформацiя не загубилася i не була перервана. Мережi можна роздiлити на мережi з комутацiєю пакетiв i мережi з комутацiєю каналiв. Найпростiшою iлюстрацiєю першого випадку є звичайна пошта. Лист доставляється адресату не в окремому поїздi, а залiзницею разом iз тисячами iнших послань i тiльки потiм надходить у вiддiлення зв'язку одержувача i, нарештi, потрапляє в його поштову скриньку. Тобто лист майже увесь час рухається разом iз великою кiлькiстю iнших поштових вiдправлень. За таке ефективне використання каналу, безумовно, необхiдно платити. I плата в даному випадку - це додатковi служби зв'язку, що сортують потiк повiдомлень i визначають, за яким маршрутом повинен пiти кожний пакет. Крiм того, на цей розподiл потрiбен час. Прикладом структури з комутацiєю каналiв може служити звичайна телефонна мережа. Якщо ви додзвонилися до абонента, то протягом усiєї розмови пропускна спроможнiсть каналу надана тiльки вам - залежно вiд того, говорите ви або мовчите. Комп'ютернi мережi використовують комутацiю пакетiв. Зручностi живого дiалогу даються тут за рахунок високошвидкiсних засобiв сортування i доставки пакетiв.

Мережа має дуже просту систему адрес. Кожному комп'ютеру, що входить у Internet, привласнена унiкальна адреса - двiйкове 32-бiтне число. Звичайно ця адреса записується у виглядi послiдовностi з чотирьох десяткових чисел (вiд 0 до 255), роздiлених точкою, i називається IP-адресою (IP - це Internet Protocol). Що ж вiдбудеться, якщо ви раптом захочете попрацювати з базою даних якого-небудь американського унiверситету? Первинно кожний запит буде опрацьовуватися машиною, що знаходиться у вашому мiстi. Потiм пакет вiдправляється по якiйсь лiнiї зв'язку, що доставить його ближче до мiсця призначення. I так далi аж до американських штатiв. При цьому нiхто не видiляє вам персональний канал Україна - США, одночасно з вашим пакетом по тим же лiнiям пересилаються мiльярди бiтiв iншої iнформацiї. Саме тому за подiбний сеанс зв'язку з Америкою ви сплачуєте набагато менше, нiж за звичайну телефонну розмову.

Згаданий вище Internet Protocol є збiрником правил, яким пiдпорядковується кожний комп'ютер, вiдповiдальний за доставку i сортування повiдомлень. Пакети, якими оперує Internet, називаються датаграмами. Для того, щоб описана система могла достатньо швидко обслуговувати запити, розмiр датаграмм не повинен бути занадто великим. Якщо, вiдповiдаючи на запит, комп'ютер, установлений на 'повiльнiй' лiнiї зв'язку, змушений висилати великий файл, то iншим користувачам прийдеться чекати доти, поки не звiльниться канал.

Щоб виключити такi накладки, був розроблений ще один протокол - ТCP (Transmission Control Protocol), або протокол керування передачею повiдомлень, що подiляє занадто великi повiдомлення на фрагменти, i вiдбувається це, природно, на станцiї вiдправлення. Кожному фрагменту присвоюється заголовок, що пояснює частиною чого, а також якою по рахунку є даний фрагмент. Вже на лiнiї фрагменти рiзноманiтних файлiв перемежовуються, тому призростаннi навантаження в мережi робота кожного користувача може трохи сповiльнюватися. Саме сповiльнюватися, але не блокуватися.