гл 4 Соколов

4.3.4.2. Структура сети Internet

Сеть Internet не имеет столь четкой структуры как ТФОП. Это объясняется тем, что Internet содержит некое множество сетей, каждая из которых создавалась без заранее установленных правил. По этой причине при описании структуры сети Internet лучше опе3 рировать иными "строительными модулями", чем коммутационное оборудование, привычное, в частности, для анализа ТФОП.

В некоторых сетях, входящих в Internet, используются специфи3 ческие протоколы маршрутизации. Характерным примером таких решений можно считать сети спутниковой связи [110]. Подобная сеть обычно рассматривается как автономная система Internet, из3 вестная специалистам по аббревиатуре AS [111]. Связь между каж3 дой парой AS может быть организована напрямую или через точки обмена трафиком IXP. На рисунке 4.33 показан фрагмент сети Internet с пятью автономными системами. Для взаимодействия ав3 тономных систем разработан межсетевой протокол BGP.

Подобный способ описания сети Internet представляет интерес для математического анализа структурных характеристик на неори3 ентированных графах. Возможные маршруты обмена IP пакетами между двумя локальными сетями или компьютерами (две вершины графа) могут быть определены как совокупность маршрутизаторов, которые связаны между собой определенным образом. Кстати, среднее число маршрутизаторов в тракте передачи IP пакетов с 1998 по 2001 год увеличилось с 18 до 20 [112]. Понятно, что такая тенден3 ция стимулирует пересмотр принципов построения сети Internet.

На рисунке 4.34 приведен пример фрагмента сети Internet, в ко3 тором между двумя локальными сетями показаны возможные пути обмена IP пакетами. Такое представление об Internet позволяет рас3 ширить область анализа характеристик сети. В частности, подобная модель удобна для исследования вероятностно3временных характе3 ристик процессов обмена IP пакетами.

Те представления, которые свойственны рассматриваемой моде3 ли сети Internet, не учитывают иерархические принципы связи ее узлов. Для анализа иерархической модели Internet целесообразно

Рисунок 4.33 Связь между автономными системами Internet

71

Рисунок 4.34 Модель связи двух локальных сетей

выбрать подходящие элементарные блоки, формирующие сеть. В качестве таких элементов целесообразно выбрать сети Операто3 ров, которые выполняют функции Провайдеров услуг Internet. Они более известны по аббревиатуре ISP (Internet Service Provider). На рисунке 4.35, приведенном в [106], показана модель сети, кото3 рая учитывает иерархическую структуру Internet.

На нижнем уровне иерархии расположены местные ISP. Для дан3 ной модели показаны пять таких узлов, в которые включены ПК пользователей (клиентов). Два ПК окрашены; для них чуть позже мы будем рассматривать маршрут прохождения пакетов. На следу3 ющем уровне находятся региональные ISP. Они обеспечивают под3 ключение местных ISP. Кроме того, предусмотрен выход на нацио3 нальный уровень. Он, в свою очередь, обеспечивает доступ на транзитный (международный) уровень.

Рисунок 4.35 Иерархическая модель сети Internet

72

Эти уровни иногда называют ярусами. Это чаще встречаемый пе3 ревод с английского языка термина "tier", который используется для описания иерархической структуры сети Internet. Каждый ISP ниж3 него уровня рассматривается как клиент для ISP более высокого уровня, который выполняет функции Поставщика. Этот факт отме3 чен в левой верхней части рисунка 4.35.

Для ПК2 и ПК4 может быть создано несколько маршрутов обмена информацией. Стрелками показан самый "длинный" маршрут, выбор которого обусловлен отказом одного из направлений связи, отмечен3 ного крестиком. Очевидно, что подобные маршруты должны исполь3 зоваться в редких случаях. Для экономичного построения сети в усло3 виях растущего трафика Internet необходимо организовывать маршруты, проходящие через меньшее число иерархических уровней.

Сэтой точки зрения принципы развития ТФОП и Internet совпадают. Однако распределение трафика по уровням иерархии в ТФОП и

Internet меняется вследствие различных причин. Для российской ТФОП за последние пять лет соотношение между междугородным и международным трафиком изменилось примерно в два раза. Сум3 марный трафик стабильно растет, но темпы увеличения междуна3 родной нагрузки более существенны. Характер этого процесса, по всей видимости, обусловлен спецификой развития российской эко3 номики. Для Internet соотношение между междугородным и между3 народным трафиком также за пять лет изменилось в пять раз [113]. В настоящее время около 60% генерируемого трафика замыкается внутри Рунет. Эта тенденция, скорее всего, объясняется размеще3 нием на отечественных сайтах информационных ресурсов, которые необходимы российским пользователям.

73

4.3.4.3. Адресация в Internet

Система назначения адресов в Internet на первый взгляд совсем не похожа на план нумерации, принятый в ТФОП. Такое впечатле3 ние усиливается, когда рассматриваются так называемые доменные имена. На самом деле сходство легко можно обнаружить, если про3 анализировать функции DNS3сервера. В этот сервер поступает ад3 ресная информация, состоящая из букв и символов, которые разре3 шается использовать в Internet. Например, для выхода на тот сайт, где представлен проект "Беседы о телекоммуникациях", необходи3 мо указать такой адрес: http://www.teleinfo.ru. Задача DNS3сервера заключается в том, чтобы "пересчитать" этот адрес в следующий вид: W.X.Y.Z. Каждой букве соответствует число в диапазоне от 0 до 255, то есть 256 возможных значений.

DNS3сервер принимает запрос на преобразование доменного имени в IP адрес. Если этот адрес известен, то DNS3сервер выдает соответствующую информацию в виде W.X.Y.Z. Возможно, что DNS3сервер не знает искомый IP адрес. Тогда он обращается к дру3 гим DNS3серверам. Бывает, что пользователь указал неверное до3 менное имя или же в сети произошел какой3либо сбой. В подобных ситуациях после общения DNS3серверов пользователю будет выда3 но сообщение о невозможности установления связи.

При выходе в Internet каждому ПК (также как и любому другому устройству) на время сеанса связи выделяется IP адрес. Эта проце3 дура может осуществляться двумя способами. Во3первых, может выделяться постоянный IP адрес. Такой адрес называют статичес3 ким. Во3вторых, адрес может присваиваться только на сеанс связи. Такой адрес именуется динамическим. Второй способ позволяет экономно использовать IP адреса, выделенные Провайдеру. Неко3 торые виды программного обеспечения требуют выделения стати3 ческих IP адресов. Кроме того, ряд систем обеспечения безопаснос3 ти были ориентированы на статические IP адреса. В настоящее время созданы возможности по широкому использованию динами3 ческих IP адресов при соблюдении требований, свойственных раз3 личным группам пользователей Internet.

Почтовый адрес имеет простую структуру. Имя пользователя отделяется от адреса ПК символом "@". В качестве примера можно привести почтовый адрес, выделенный для тех вопросов, которые могут возникнуть у читателей: nsokolov@teleinfo.ru.

74

4.3.4.4. Intranet и Extranet

Сначала в наш лексикон вошло слово Internet. Затем появились два созвучных термина – Intranet и Extranet [114]. Возникновение соответствующих концепций можно рассматривать как сходство в принципах эволюции ТФОП и Internet. Идеи построения Intranet имеют много общего с принципами организации системы учреж3 денческой телефонной связи [115, 116]. Причины формирования ведомственных и корпоративных сетей телефонной связи [117] по3 хожи на те, которыми обосновывают создание Extranet.

Intranet целесообразно рассматривать как компьютерную сеть уч3 режденческой связи, в которой используются протоколы Internet. Считается, что такой подход значительно повышает эффективность системы учрежденческой (производственной) связи. Сеть Intranet по3 хожа на Web3систему, расположенную в пределах одной организации. В идеале Intranet предполагает высокий уровень автоматизации ин3 формационных процессов в организации. В частности, при использо3 вании электронного документооборота [118], корпоративная система внутренней электронной почты будет заметно упрощать поиск и рас3 пространение информации. Кстати, некоторые специалисты счита3 ют, что Intranet будет способствовать развитию системы электронной почты, соответствующей рекомендации МСЭ X.400 [68].

Важное требование к большинству сетей Intranet – обеспечение безопасности и конфиденциальности связи. Для решения соответ3 ствующих задач используются как стандартные, так и специализи3 рованные аппаратно3программные средства.

Перечень тех услуг, которые востребованы в Intranet, будет, как правило, превышать типичный набор видов обслуживания, харак3 терных для Internet. Такая же ситуация всегда сопровождала теле3 фонную связь. Дополнительные услуги популярны у абонентов УАТС. Абоненты коммутационных станций с программным управ3 лением заказывают эти услуги очень редко.

Extranet – это сеть, создающаяся для некоторых групп пользова3 телей, которые не состоят в штате компании, но связаны с ней биз3 нес3процессами или иными отношениями. В качестве примеров та3 ких групп пользователей можно назвать контрагентов, продавцов и покупателей. Сети Extranet могут создаваться для реализации како3 го3либо проекта, то есть на ограниченный период времени. Допус3 кается изменение состава любой группы пользователей. Перечень функциональных возможностей пользователей Extranet также мо3 жет варьироваться. Extranet можно рассматривать как объединение нескольких сетей Intranet. В таком объединении численность поль3 зователей Extranet не представляется существенной.

Хотя в сетях Internet, Intranet и Extranet используются идентич3 ные протоколы и аппаратно3программные средства, между ними существуют принципиальные различия. Первое различие связано с правом доступа. Для Internet характерен открытый доступ, что

75

позволяет провести аналогию с ТФОП. Сеть Intranet предназначена для сотрудников своей компании – как УАТС. Круг пользователей с возможностью разграничения полномочий в Extranet устанавли3 вается администратором сети. Второе различие Internet, Intranet и Extranet – права собственности. Понятно, что сеть Internet не принадлежит никому. Две другие сети – Intranet и Extranet – всегда имеют конкретных владельцев.

76

4.3.4.5. Влияние Internet на инфокоммуникационную систему

Развитие Internet, подобно сетям мобильной связи, осуществля3 ется стремительно. С точки зрения качественных изменений и тех функциональных возможностей, которые предоставляются пользо3 вателям, Internet можно считать безусловным лидером. Один из ин3 тересных аспектов развития Internet – его заметное влияние на пер3 спективную инфокоммуникационную систему.

Соответствующие процессы затрагивают многие аспекты эконо3 мики и социальной сферы. На рисунке 4.36 показана схема, предла3 гаемая для анализа влияния Internet на инфокоммуникационную систему. Для этого анализа Internet рассматривается и как сеть элек3 тросвязи, и как информационная система.

Некоторые аспекты влияния Internet на другие сети электросвя3 зи рассматривались в других параграфах монографии. Резюмируя их и учитывая другие аспекты, целесообразно выделить следующие положения:

Internet стимулирует повышение интеллекта тех сетей электро3 связи, которые вовлекаются в процессы совместного предостав3 ления ряда новых услуг;

IP протокол начинает широко применяться во многих сетях электросвязи, создавая основы NGN;

WWW и некоторые другие приложения требуют существенного расширения пропускной способности транспортных сетей;

Web3технологии все чаще применяются для решения задач техни3 ческого обслуживания телекоммуникационного оборудования;

основные принципы построения Internet постепенно изменяют3 ся, испытывая, в том числе, влияние других сетей электросвязи.

Рисунок 4.36 Влияние Internet на инфокоммуникационную систему

77

Влияние Internet на общество в целом целесообразно рассматри3 вать с двух точек зрения. Во3первых, необходимо уяснить значение Internet, как информационной системы, для экономики. Во3вто3 рых, целесообразно обратить внимание на развитие социальных ас3 пектов. Следует подчеркнуть, что влияние Internet не всегда связано с положительным эффектом.

Вернемся к блоку "Экономика". В XX веке информация стала рас3 сматриваться и как важный ресурс, и как хорошо продаваемый товар [119]. Косвенным доказательством важности информационной индуст3 рии могут служить данные, приведенные в таблице 4.3. Она иллюстри3 рует динамику распределения рабочих мест за 120 лет для США [119].

Таблица 4.3

Информационные ресурсы имеют ряд привлекательных свойств. Они, как правило, могут восполняться без дополнительных затрат, не приносят вреда с точки зрения экологии, экономично транспор3 тируются на большие расстояния, служат катализатором для всех других сфер человеческой деятельности. По всей видимости, ин3 формационные ресурсы можно рассматривать как мощный усили3 тель человеческого интеллекта. Из отрицательных аспектов разви3 тия информационных ресурсов, в первую очередь, следует выделить появление так называемой компьютерной преступности. Влияние Internet в целом и компьютера в частности на человеческий орга3 низм, особенно детский, до конца не изучено. Тем не менее, потен3 циальная опасность очевидна.

Для социальной сферы развитие информационных ресурсов представляется не менее важным. Во3первых, доступность инфор3 мации способствует развитию демократических институтов. Во3вторых, привлечение значительной доли работоспособного на3 селения в информационную экономику может решить ряд проб3 лем, относящихся, на первый взгляд, к совершенно иным задачам. Рассмотрим принцип "работа дома" [120], более известный по названию на английском языке "work3at3home". Понятно, что трудиться дома могут многие специалисты, связанные с информа3 ционной индустрией. Соответственно они не используют личный или общественный транспорт в часы пик (возможность ликвидации пробок на дорогах), а в офисах им не нужны рабочие места

78

(сокращение расходов компании). В3третьих, принцип "работа дома" в сочетании с информационным бизнесом способен частично решить важную проблему трудоустройства инвалидов.

Отрицательное же влияние Internet проявляется в социальной сфере. Можно выделить потенциальные проблемы безработицы. К сожалению, не все способны освоить новые специальности, востребованные в информационной индустрии. Сложности, как правило, испытывают пожилые люди, которые не имели навыка работы с ПК.

Третий блок на рисунке 4.36 назван "Индивидуум". На некоторых людей Internet не оказывает заметного влияния. Речь идет о челове3 ке, который не пользуется ресурсами этой информационной систе3 мы. Среди пользователей Internet можно выделить несколько групп, испытывающих различную степень влияния. Известны крайности, когда Internet "подчиняет" себе человека. Разумное ис3 пользование Internet имеет много плюсов. В [119] выделены аспек3 ты здравоохранения, социального обеспечения, персонального комфорта, личной безопасности, досуга.

Можно вернуться к пирамиде потребностей, которая рассматри3 валась в первой главе монографии. Несложно найти примеры поло3 жительного влияния Internet для всех пяти уровней иерархии этой пирамиды.

В нижней части рисунка 4.36 изображен блок под названием "Пер3 спективная инфокоммуникационная система". Влияние трех блоков, из которых выходят стрелки, показанные сплошными линиями, объ3 ясняется очевидными факторами. Из блока "Индивидуум" выходит стрелка, изображенная пунктирной линией. Такое обозначение ис3 пользовано для того, чтобы подчеркнуть два обстоятельства. Фор3 мально, требования к перспективной инфокоммуникационной сис3 теме никогда не будут формулироваться с учетом пожеланий каждого потенциального пользователя. С другой стороны, "переход от стан3 дартизированной экономики к экономике клиента" [1] подразумева3 ет максимально допустимое влияние пользователя на функциональ3 ные возможности перспективной инфокоммуникационной системы.

Таким образом, Internet влияет на перспективную инфокомму3 никационную систему косвенно – через изменяющиеся требования общества в целом и его индивидуумов. Кроме того, сети электро3 связи, взаимодействуя с Internet, также формируют новые требова3 ния к перспективной инфокоммуникационной системе. Она испы3 тывает и непосредственное влияние Internet, что показано на рисунке 4.36 линией соединяющей верхний и нижний элементы рассматриваемой модели.

79

4.3.4.6. Перспективы развития Internet

Всем участникам инфокоммуникационного рынка хорошо зна3 комы положительные и отрицательные свойства нынешнего Internet. Их требования к следующему поколению Internet многооб3 разны. С точки зрения вопросов, рассматриваемых в этой моногра3 фии, целесообразно ограничиться тремя аспектами развития Internet. Они показаны на рисунке 4.37. Там же приведены приме3 ры, позволяющие конкретизировать некоторые тенденции эволю3 ции Internet.

Первый блок связан с улучшением условий работы пользовате3 лей. Эти условия, в конечном счете, определяют эффективность Internet с точки зрения пользователя, которая оценивается множес3 твом показателей (производительность труда, комфортность и так далее). В качестве характерных примеров этого аспекта развития Internet на рисунке 4.37 показаны два важных направления – широ3 кополосный доступ и мобильность.

О широкополосном доступе мы уже говорили ранее; в начале XXI века большинство пользователей не устраивает подключение ПК по схеме "dial up". Понятны причины, которые стимулируют ис3 пользование в сетях абонентского доступа новых технологий, обес3 печивающих возможность доступа в Internet на высокой скорости. Использование широкополосного доступа подразумевает и повы3 шение пропускной способности сетей более высоких иерархичес3 ких уровней.

Понятие "мобильность" для пользователя Internet и владельца МТА очень близки. В настоящее время активно развивается техно3

Рисунок 4.37 Некоторые аспекты эволюции Internet

80