Принципы функционирования

Поскольку Интернет является сообществом самых различных сетей разной архитектуры, должны существовать общие правила взаимодействия этих сетей друг с другом — протоколы. Протоколов достаточно много, основным для них является IP (Internet Protocol — межсетевой протокол). Он образует единое адресное пространство в масштабах всего мира (хотя у каждой сети может быть свое собственное адресное подпространство).

Кроме организации адресов в сети, должен быть решен вопрос обмена данными между этими адресами. Поэтому был разработан протокол управления передачей данных TCP (Transfer Control Protocol). Он предполагает, что данные от одного компьютера к другому будут передаваться по цепочке промежуточных компьютеров. Эти данные разрезаются на части, называемые пакетами. К началу каждого пакета подсоединяется заголовок, в котором, как на конверте, указаны адрес получателя пакета, тип данных и еще некоторые служебные сведения. По заголовку пакета любой получивший его компьютер переправит пакет следующему либо, если пакет для него, оставит у себя.

Вместе эти протоколы образуют так называемый стек протоколв TCP/IP, на базе которого функционируют многие другие протоколы, сервисы и сети.

Действующая сегодня версия протокола IP — IPv4 — позволяет адресовать максимум 4,3 млн интернет-узлов, что, как ожидается, приведет к исчерпанию адресного пространства уже к 2011 году. Существуют иные версии протокола, например IPv6, который разработан для более эффективного и безопасного функционирования и увеличивает адресную емкость до 3,41038 адресов. Это число настолько велико, что новых IP-адресов может быть больше, чем песчинок на всей планете. Такое количество адресов позволит подключить к Сети свыше 1 квадриллиона компьютеров в 1 триллионе сетей, а на одного человека будет приходиться около сотни адресов. Практически любое устройство— холодильник, микроволновая печь, кофеварка, электростимулятор, сотовый телефон и т. д. — будет иметь свой IP-адрес.

Протокол IPv6 находится на стадии коммерческого применения (и уже разработан IPv7). Протоколы IPv4 и IPv6 несовместимы, что приводит к параллельному существованию части Интернета, доступ к которой невозможен с помощью прежнего ПО. В ближайшее время, очевидно, будут использоваться одновременно оба протокола, пока не произойдет окончательного вытеснения устаревшего оборудования.

Домен низшего уровня представляет собой несколько узловых компьютеров (к ним часто подключены другие компьютеры конечных пользователей), соединенных линиями связи. Данные от одного компьютера на другой и дальше в Интернет могут передаваться по любой из линий связи, и, если несколько связей внутри домена оборвутся, все равно передача данных будет осуществляться по оставшимся. На рис. 14 видно, что домен низшего уровня имеет несколько внешних, как правило высокоскоростных, линий связи с другими доменами низшего уровня.

Рис. 14. Доменная структура Интернет

Группа таких доменов образует, в свою очередь, домен среднего уровня, а домены среднего уровня образуют домен верхнего уровня — обычно географический или тематический. Поскольку внутри любого домена любого уровня имеется достаточное количество линий связи, как и внешних линий, то даже при повреждении большого количества линий связи такая система будет работоспособна. Доменная структура Интернета чем-то напоминает паутину, т. е. при обрыве не­скольких нитей она все равно способна эффективно ловить насекомых.

Каждый узел и домен Интернета имеет свое имя. Для людей проще запоминать буквенные (обычно осмысленные) имена, поэтому именно они и использованы для именования доменов.

Имена доменов высшего уровня стандартны. Они могут быть выделены какой-либо стране и тогда имена таких доменов состоят из двух латинских букв, определяющих код страны. Например: ua — Украина, ru — Россия, ca — Канада, uk — Великобритания, fr — Франция, it — Италия.

Домены верхнего уровня могут быть тематическими. Тогда они имеют, как правило, трехбуквенную значащую кодировку. Пример таких имен зон:

• com — зона компаний и коммерческих предприятий;

• net — зона сетевых организаций;

• org — зона прочих организаций;

• edu — зона учебных организаций;

• gov — зона правительственных организаций;

• int — зона международных организаций;

• travel — зона туристических компаний;

• aero — зона авиаперевозчиков;

• info — зона различных информационных ресурсов и др.

Домены среднего уровня чаще всего носят имена городов той или иной страны либо крупных компаний в рамках страны. Имя домена среднего уровня ставится перед зоной и отделяется от нее точкой, например: kharkov.ua — харьковский домен укра­ин­ской зоны Интернета.

Каждый узловой компьютер, называемый часто просто узлом (от английского слова host), также имеет свое имя, которое ставится перед именем его домена и также отделяется точкой, например: guide.kharkov.ua — интернет-узел компании, выступающей гидом Харькова. Таким образом, имя любого узлового компьютера является одновременно и его адресом, явно указывающем на его местонахождение в Интернете и косвенно — в мире.

Поскольку для соединения с узлом необходима информация о его IP-адресе, а не буквенное имя, была создана распре­де­лен­ная система DNS (Domain Name System — система доменных имен), способная по запросу в ответ на указанное доменное имя сообщить IP-адрес компьютера или другого сетевого устройства. За это отвечают специальные DNS-серверы.

Имя и IP-адрес не тождественны — один IP-адрес может иметь множество имен, что позволяет поддерживать на одном компьютере множество веб-сайтов. Верно и обратное — одному имени может быть сопоставлено несколько IP-адресов.

IP-адрес — своеобразный номер компьютера в Интернете. Он представляет собой двоичное число, которое для удобства чаще записывают в виде последовательности четырех десятичных чисел, разделенных точками. Например, для компьютера guide.kharkov.ua IP-адрес может выглядеть как 77.244.42.166.