Internet. 
Глобальные компьютерные сети и Internet

Уже много лет назад делались попытки объединить вычислительные машины для совместной работы, для пересылки файлов и передачи сообщений. Сперва их соединяли попарно, потом по несколько, разрабатывали технические устройства для такого подключения, программы, правила обмена данными (протоколы). Так появились компьютерные сети.

Сегодня на многих крупных, средних и даже небольших предприятиях компьютеры объединяют в локальные, местные сети. Кроме того, существуют сети глобальные, куда могут входить как индивидуальные пользователи, так и групповые, и тогда все компьютеры одной локальной сети оказываются подсоединенными к глобальной.

В InterNet множество полезной информации — прогноз погоды, курсы акций и валют, сводки новостей, электронные версии газет и журналов, литература, музыка, спорт, летающие тарелки…

В InterNet множество бесполезной и поверхностной информации — навязчивая реклама, вздорные измышления, просто глупость и тщеславие…

Здесь перед нами встает проблема выбора. И каждый решает ее сам. Главное, что теперь есть из чего выбирать.

Но в этом разнообразии кроется еще одна проблема — проблема совместимости. Ведь общаются компьютеры самых разных типов, операционные системы, в которых сильно друг от друга отличаются. Что общего у Windows и Unix? Понимающие люди вам скажут: больше различий, чем сходства [2, C.36].

Кроме того, исторически сложилось так, что до своего объединения различные сети выработали свои способы организации работы, свои стандарты (протоколы), которые теперь валятся на нашу голову. Оттого-то книжки по InterNet такие толстые.

Internet, служившая когда-то исключительно исследовательским и учебным группам, чьи интересы простирались вплоть до доступа к суперкомпьютерам, становится все более популярной в деловом мире.

Компании соблазняют быстрота, дешевая глобальная связь, удобство для проведения совместных работ, доступные программы, уникальная база данных сети Internet. Они рассматривают глобальную сеть как дополнение к своим собственным локальным сетям.

При низкой стоимости услуг (часто это только фиксированная ежемесячная плата за используемые линии или телефон) пользователи могут получить доступ к коммерческим и некоммерческим информационным службам США, Канады, Австралии и многих европейских стран. В архивах свободного доступа сети Internet можно найти информацию практически по всем сферам человеческой деятельности, начиная с новых научных открытий и заканчивая прогнозами погоды на завтра.

Кроме того, Internet предоставляет уникальные возможности дешевой, надежной и конфиденциальной глобальной связи по всему миру. Это оказывается очень удобным для фирм, имеющих свои филиалы по всему миру, транснациональных корпораций и структур управления. Обычно, использование инфраструктуры Internet для международной связи обходится значительно дешевле прямой компьютерной связи через спутниковый канал или через телефон [2, C.37].

Электронная почта — самая распространенная услуга сети Internet. В настоящее время свой адрес по электронной почте имеют приблизительно 750 миллионов человек. Посылка письма по электронной почте обходится значительно дешевле посылки обычного письма. Кроме того, сообщение, посланное по электронной почте дойдет до адресата за несколько часов, в то время как обычное письмо может добираться до абонента несколько дней, а то и недель.

В настоящее время Internet испытывает период подъема, во многом благодаря активной поддержке со стороны правительств европейских стран и США. Ежегодно в США выделяется около 1−2 миллионов долларов на создание новой сетевой инфраструктуры. Исследования в области сетевых коммуникаций финансируются также правительствами Великобритании, Швеции, Финляндии, Германии.

Однако, государственное финансирование — лишь небольшая часть поступающих средств, т.к. все более заметной становится «коммерцизация» сети (80−90% средств поступает из частного сектора).

В 1961 году Defense Advanced Research Agency (DARPA) по заданию министерства обороны США приступило к проекту по созданию экспериментальной сети передачи пакетов. Эта сеть, названная ARPAnet, предназначалась первоначально для изучения методов обеспечения надежной связи между компьютерами различных типов. Многие методы передачи данных через модемы были разработаны в ARPAnet. Тогда же были разработаны и протоколы передачи данных в сети — TCP/IP. TCP/IP — это множество коммуникационных протоколов, которые определяют, как компьютеры различных типов могут общаться между собой [9, C.346].

Эксперимент с ARPAnet был настолько успешен, что многие организации захотели войти в нее, с целью использования для ежедневной передачи данных. И в 1975 году ARPAnet превратилась из экспериментальной сети в рабочую сеть. Ответственность за администрирование сети взяло на себя Defense Communication Agency (DCA), в настоящее время называемое Defense Information Systems Agency (DISA). Но развитие ARPAnet на этом не остановилось. Протоколы TCP/IP продолжали развиваться и совершенствоваться.

В 1983 году вышел первый стандарт для протоколов TCP/IP, вошедший в Military Standards (MIL STD), т. е. в военные стандарты, и все, кто работал в сети, обязаны были перейти к этим новым протоколам. Для облегчения этого перехода DARPA обратилась с предложением к руководителям фирмы Berkley Software Design — внедрить протоколы TCP/IP в Berkley (BSD) UNIX. С этого и начался союз UNIX и TCP/IP.

Основное, что отличает Internet от других сетей — это ее протоколы — TCP/IP. Вообще, термин TCP/IP обычно означает все, что связано с протоколами взаимодействия между компьютерами в Internet. Он охватывает целое семейство протоколов, прикладные программы, и даже саму сеть. TCP/IP — это технология межсетевого взаимодействия, технология internet. Сеть, которая использует технологию internet, называется «internet». Если речь идет о глобальной сети, объединяющей множество сетей с технологией internet, то ее называют Internet.

Свое название протокол TCP/IP получил от двух коммуникационных протоколов (или протоколов связи). Это Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP). Несмотря на то, что в сети Internet используется большое число других протоколов, сеть Internet часто называют TCP/IP-сетью, так как эти два протокола, безусловно, являются важнейшими.

Как и во всякой другой сети в Internet существует 7 уровней взаимодействия между компьютерами: физический, логический, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной. Следовательно, каждому уровню взаимодействия соответствует набор протоколов (т.е. правил взаимодействия) [9, C.349].

Протоколы физического уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. В Internet используются практически все известные в настоящее время способы связи от простого провода (витая пара) до волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

Для каждого типа линий связи разработан соответствующий протокол логического уровня, занимающийся управлением передачей информации по каналу. К протоколам логического уровня для телефонных линий относятся протоколы SLIP (Serial Line Interface Protocol) и PPP (Point to Point Protocol). Для связи по кабелю локальной сети — пакетные драйверы плат ЛВС.

Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, то есть занимаются маршрутизацией пакетов в сети. К протоколам сетевого уровня принадлежат IP (Internet Protocol) и ARP (Address Resolution Protocol).

Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных из одной программы в другую. К протоколам транспортного уровня принадлежат TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol).

Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов. В Internet этим занимаются уже упомянутые TCP и UDP протоколы, а также протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol).

Протоколы представительского уровня занимаются обслуживанием прикладных программ. К программам представительского уровня принадлежат программы, запускаемые, к примеру, на Unix-сервере, для предоставления различных услуг абонентам. К таким программам относятся: telnet-сервер, FTP-сервер, Gopher-сервер, NFS-сервер, NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP2 и POP3 (Post Office Protocol) и т. д. [9, C.351].

К протоколам прикладного уровня относятся сетевые услуги и программы их предоставления.

Услуги, предоставляемые сетью Все услуги предоставляемые сетью Internet можно условно поделить на две категории: обмен информацией между абонентами сети и использование баз данных сети.

К числу услуг связи между абонентами принадлежат:

Telnet — удаленный доступ. Дает возможность абоненту работать на любой ЭВМ сети Internet как на своей собственной, т. е. запускать программы, менять режим работы и т. д.

FTP (File Transfer Protocol) — протокол передачи файлов. Дает возможность абоненту обмениваться двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный.

NFS (Network File System) — распределенная файловая система. Дает возможность абоненту пользоваться файловой системой удаленного компьютера, как своей собственной.

Электронная почта — обмен почтовыми сообщениями с любым абонентом сети Internet. Существует возможность отправки как текстовых, так и двоичных файлов. На размер почтового сообщения в сети Internet накладывается следующее ограничение — размер почтового сообщения не должен превышать размера от 64 килобайт до 1 мегабайта (в зависимости от сервера).

Новости — получение сетевых новостей и электронных досок объявлений сети и возможность помещения информации на доски объявлений сети. Электронные доски объявлений сети Internet формируются по тематике. Пользователь может по своему выбору подписаться на любые группы новостей.

Rsh (Remote Shell) — удаленный доступ. Аналог Telnet, но работает только в том случае, если на удаленном компьютере стоит ОС UNIX.

Rexec (Remote Execution) — выполнение одной команды на удаленной UNIX-машине.

Lpr — сетевая печать. Отправка файла на печать на удаленном (сетевом) принтере.

Lpq — сетевая печать. Показывает файлы, стоящие в очереди на печать на сетевом принтере.

Ping — проверка доступности удаленной ЭВМ по сети.

Talk — дает возможность открытия «разговора» с пользователем удаленной ЭВМ. При этом на экране одновременно виден вводимый текст и ответ удаленного пользователя.

Iptunnel — дает возможность доступа к серверу ЛВС NetWare, с которым нет непосредственной связи по ЛВС, а имеется лишь связь по сети Internet.

Whois — адресная книга сети Internet. По запросу абонент может получить информацию о принадлежности удаленного компьютера, о пользователях.

Finger — получение информации о пользователях удаленного компьютера.

Кроме вышеперечисленных услуг, сеть Internet предоставляет также следующие специфические услуги:

Webster — сетевая версия толкового словаря английского языка.

Факс-сервис — дает возможность пользователю отправлять сообщения по факсимильной связи, пользуясь факс-сервером сети.

Электронный переводчик — производит перевод присланного на него текста с одного языка на другой. Обращение к электронным переводчикам происходит посредством электронной почты.

Шлюзы — дают возможность абоненту отправлять сообщения в сети, не работающие с протоколами TCPIP (Fido, Goldnet, AT50).

К системам автоматизированного поиска информации в сети Internet принадлежат следующие системы:

Gopher — наиболее широко распространенное средство поиска информации в сети Internet, позволяющее находить информацию по ключевым словам и фразам. Работа с системой Gopher напоминает просмотр оглавления, при этом пользователю предлагается пройти сквозь ряд вложенных меню и выбрать нужную тему. В Internet в настоящее время свыше 2000 Gopher-систем, часть из которых является узкоспециализированной, а часть содержит более разностороннюю информацию. Gopher позволяет получить информацию без указания имен и адресов авторов, благодаря чему пользователь не тратит много времени и нервов. Он просто сообщает системе Gopher, что именно ему нужно, и система находит соответствующие данные. Gopher-серверов свыше двух тысяч, поэтому с их помощью не всегда просто найти требуемую информацию. В случае возникших затруднений можно воспользоваться службой VERONICA. VERONICA осуществляет поиск более чем в 500 системах Gopher, освобождая пользователя от необходимости просматривать их вручную.

WAIS — еще более мощное средство получения информации, чем Gopher, поскольку оно осуществляет поиск ключевых слов во всех текстах документов. Запросы посылаются в WAIS на упрощенном английском языке. Это значительно легче, чем формулировать их на языке алгебры логики, и это делает WAIS более привлекательной для пользователей-непрофессионалов. При работе с WAIS пользователям не нужно тратить много времени, чтобы найти необходимые им материалы. В сети Internet существует более 200 WAIS — библиотек. Но поскольку информация предоставляется преимущественно сотрудниками академических организаций на добровольных началах, большая часть материалов относится к области исследований и компьютерных наук.

WWW — система для работы с гипертекстом. Потенциально она является наиболее мощным средством поиска. Гипертекст соединяет различные документы на основе заранее заданного набора слов. Например, когда в тексте встречается новое слово или понятие, система, работающая с гипертекстом, дает возможность перейти к другому документу, в котором это слово или понятие рассматривается более подробно. WWW часто используется в качестве интерфейса к базам данных WAIS, но отсутствие гипертекстовых связей ограничивает возможности WWW до простого просмотра, как у Gopher.

Пользователь со своей стороны может задействовать возможность WWW работать с гипертекстом для связи между своими данными и данными WAIS и WWW таким образом, чтобы собственные записи пользователя как бы интегрировались в информацию для общего доступа. На самом деле этого, конечно, не происходит, но воспринимается именно так [9, C.357].

WWW — это относительно новая система. Установлены несколько демонстрационных серверов, в том числе Vatican Exhibit в библиотеке Конгресса США и мультфильм о погоде «Витки спутника» в Мичиганском государственном университете. В качестве демонстрационных также работают серверы into.funet.fi (Финляндия); into.cern.ch. (Швейцария) и eies2.njit.edu (США).

Практически все услуги сети построены на принципе клиент-сервер. Сервером в сети Internet называется компьютер, способный предоставлять клиентам (по мере прихода от них запросов) некоторые сетевые услуги. Взаимодействие клиент-сервер строится обычно следующим образом. По приходу запросов от клиентов сервер запускает различные программы предоставления сетевых услуг. По мере выполнения запущенных программ сервер отвечает на запросы клиентов.

Все программное обеспечение сети также можно поделить на клиентское и серверное. При этом программное обеспечение сервера занимается предоставлением сетевых услуг, а клиентское программное обеспечение обеспечивает передачу запросов серверу и получение ответов от него.

Пользователи, решившие подключить свой компьютер к сети должны обратить особое внимание на защиту информации. Строгие требования к защите информации связаны с тем, что подключенный к сети компьютер становится доступным из любой точки сети, и поэтому несравнимо более подвержен поражению вирусами и несанкционированному доступу.

Так несоблюдение режима защиты от несанкционированного доступа может привести к утечке информации, а несоблюдение режима защиты от вирусов может привести к выходу из строя важных систем и уничтожению результатов многодневной работы [1, C.86].

Компьютеры, работающие в многозадачных операционных системах (типа Unix, VMS) мало подвержены заражению вирусами, но их следует особо тщательно защищать от несанкционированного доступа. В связи с этим пользователи многозадачных операционных систем должны выполнять следующие требования:

Каждый пользователь должен иметь свое индивидуальное имя входа в Unix-сервер и пароль.

Установленный для него пароль пользователь не должен сообщать другим лицам.

Смену пароля пользователь должен производить не реже одного раза в квартал, а также во всех случаях утечки информации о пароле.

Администраторам и пользователям файл-серверов ЛВС NetWare необходимо также следовать приведенным выше требованиям в рамках своей ЛВС. Это связано с тем, что если в файл-сервере, подключенном к сети, загружена утилита Iptuunel, то файл-сервер также становится доступным из любой точки сети [5, C.88].

ПЭВМ, работающие в однозадачных операционных системах (типа MS-DOS), достаточно защищены от несанкционированного доступа (в силу их однозадачности), но их следует особенно тщательно защищать от поражения вирусами.

Для защиты от вирусов рекомендуется применять программные средства защиты (типа aidstest), а также аппаратно-программные (типа Sheriff).

Пока польза от InterNet ограничивалась возможностью применения стандартных служб, до появления WWW, InterNet использовался в основном в научной (прежде всего в университетской) среде, главным образом, для электронной почты. Даже в программистской среде она была распространена не везде — в 1990 г. не все крупные фирмы — разработчики программных приложений — имели подключение к InterNet. Но где-то в районе 1993;1994 гг. ситуация в корне изменилась. В InterNet стал подключаться самый, что ни на есть массовый пользователь — домохозяйки и бизнесмены, феминистки и революционеры — всем им сеть InterNet стала интересна, полезна, а многим даже жизненно необходима. И количество пользователей InterNet стало лавинообразно увеличиваться — в несколько раз за год. Причиной этого стало появление и широкое внедрение в сети InterNet новой службы (или подсистемы) — World Wide Web, в буквальном переводе — всемирной паутины.

Разработанные для WWW технологии организации и доступа к ним оказались весьма удобными и эффективными, они были усвоены широким кругом пользователей. Поэтому естественным шагом было внедрение этих же технологий во внутрикорпоративные сети, даже если эти сети не имеют никаких контактов с InterNet. Действительно, если общедоступные сведения о фирме хранятся на Web-сервере, то логично и внутрифирменную информацию хранить на Web-сервере, доступном только для сотрудников фирмы. Тогда просмотр и той, и другой информации может осуществляться с помощью одной и той же программы — Web-браузера. Это снижает затраты на обучение сотрудников, уменьшает эксплуатационные расходы и т. д. Да и вряд ли какое-то самопальное средство просмотра внутрифирменной информации окажется лучше, чем Web-браузер, в создании которого были вложены годы труда и сотни тысяч (если не миллионы) долларов. Внутрикорпоративные сети, в которых используются технологии WWW, называются сетями IntraNet.

Поскольку сейчас с помощью Web-браузеров обеспечивается доступ к самой разной информации — базам данных, трехмерным моделям и т. д., все это может применяться в сетях IntraNet. Так что теперь большая часть Web-серверов приобретается именно для использования в сетях IntraNet.

Сети IntraNet могут сообщаться с InterNet, и часто это очень удобно. Например, при этом сотрудник фирмы может из любого места на планете получить доступ к внутрифирменным данным, а пользователь внутрикорпоративной сети — получить нужную ему информацию из InterNet. Кроме того, иногда InterNet используется как транспорт (связующее звено) между отдельными частями внутрикорпоративной сети. Но все это создает большие проблемы безопасности внутрикорпоративной сети, то есть защищенности хранящейся в ней и передаваемых в нее и из нее данных. Для обеспечения этой безопасности используются специальные программы или программно-аппаратные комплексы — брандмауэры. Через них проходит весь поток данных между внутрикорпоративной сетью (или ее частью) и InterNet, при этом брандмауэр проверяет допустимость пакетов данных, наличие полномочий на передачу тех или иных данных в InterNet или из InterNet и т. д. При надлежащей настройке брандмауэр может использоваться и для предотвращения посещения нежелательных мест в InterNet.

Постепенно появляются и внедряются новые функции. Так, в Web-браузеры встроена поддержка языка Java, позволяющая выполнить содержащиеся на Web-сервере программы (программы на языке Java не зависят от типа компьютера и микропроцессора). Пока что поддержка Java используется в основном для введения элементов анимации в Web-страницы, но скоро ситуация изменится. Уже много фирм объявило о готовности версий своих программных продуктов на языке Java, так что, возможно, скоро можно будет не покупать программные продукты, а загружать их из InterNet, платя за время использования. А может быть, через несколько лет привычные для нас персональные компьютеры вымрут, как керосиновые лампы в эпоху электричества, и 99% пользователей будет использовать в место них дешевые блокноты, умеющие загружать Java-программы из InterNet и выполнять эти программы…

По-видимому, скоро стандартным станет поддержка языка моделирования виртуальной реальности VRML (Virtual Reality Modeling Language), с помощью которого можно перемещаться по смоделированным трехмерным пространствам — помещениям, наполненным различными предметами, совершать там некоторые действия, выбирать свой внешний вид в этом виртуальном пространстве, встречаться с другими пользователями InterNet, блуждающим в том же виртуальном пространстве и т. д. На первый взгляд это может показаться игрой. Вероятно, скоро будет стандартизована и поддержка передачи звука в реальном времени через InterNet — сейчас такие возможности уже есть (например, можно вести междугородние телефонные переговоры через InterNet, платя за это в десятки раз меньше), но они не стандартизованы.