Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Реферат

на тему: "Сеть Интернет"

по дисциплине "Устройства связи и вычислительных систем"

г. Владивосток, 2012

Оглавление

• Введение
• IP-адреса
• IP-сети и маски подсетей
• "Белые" и "серые" IP-адреса
• "Динамические" и "статические" IP-адреса
• "Домен" и "доменное имя"
• Схемы организации связи при подключении к сети Интернет
• Подключение к сети Интернет одного компьютера
• Подключения с использованием и "белых" и "серых" IP-адресов
• Доступ в Интернет
• Интернет-провайдеры
• Широкополосный интернет
• Коммутируемый доступ в интернет
• Список dialup скоростей
• Заключение

Введение

Интернет - глобальная компьютерная сеть, объединяющая миллионы компьютеров и локальных сетей по всему миру. Фактически, Интернет состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащих различным компаниям и предприятиям, работающих по самым разнообразным протоколам, связанных между собой различными линиями связи, физически передающих данные по телефонным проводам, оптоволокну, через спутники и радиомодемы.

За Интернет никто централизовано не платит, каждый платит за свою часть. Представители сетей собираются вместе и решают, как им соединяться друг с другом и содержать эти взаимосвязи. Пользователь платит за подключение к некоторой региональной сети, которая в свою очередь платит за свой доступ сетевому владельцу государственного масштаба. Интернет не имеет никакого собственника, здесь нет и специального органа управления, который бы контролировал всю работу сети Интернет. Локальные сети различных стран финансируются и управляются местными органами согласно политике данной страны.

Структура Интернет напоминает паутину, в узлах которой находятся компьютеры, связанные между собой линиями связи. Узлы Интернет, связанные высокоскоростными линиями связи, составляют базис Интернет. Как правило, это поставщики услуг (провайдеры). Оцифрованные данные пересылаются через маршрутизаторы, которые соединяют сети с помощью сложных алгоритмов, выбирая маршруты для информационных потоков.

Каждый компьютер в Интернет имеет свой уникальный адрес. В протоколе TCP/IP каждый компьютер адресуется четырьмя отделяемыми друг от друга точками десятичными числами, каждое из которых может иметь значение от 1 до 255. Адрес компьютера выглядит следующим образом: 19.226.192.108.

адрес интернет компьютер подключение

Такой адрес называется IP-адресом. Этот номер может быть постоянно закреплен за компьютером или же присваиваться динамически - в тот момент, когда пользователь соединился с провайдером, но в любой момент времени в Интернет не существует двух компьютеров с одинаковыми IP-адресами.

Пользователю неудобно запоминать такие адреса, которые к тому же могут изменяться. Поэтому в Интернет существует Доменная Служба Имен (DNS - Domain Name System), которая позволяет каждый компьютер назвать по имени. В сети существуют миллионы компьютеров, и чтобы имена не повторялись, они разделены по независимым доменам.

Таким образом адрес компьютера выглядит как несколько доменов, разделенных точкой:

<сегмент n>. … <сегмент 3>. <сегмент 2>. <сегмент 1>.

Здесь сегмент 1 - домен 1 уровня, сегмент 2 - домен 2 уровня и т.д.

Доменное имя - это уникальное имя, которое данный поставщик услуг избрал себе для идентификации, например: ic. vrn.ru или yahoo.com

Например, доменный адрес (доменное имя) www.microsoft.com обозначает компьютер с именем www в домене microsoft.com. Microsoft - это название фирмы, com - это домен коммерческих организаций. Имя компьютера www говорит о том, что на этом компьютере находится WWW-сервис. Это стандартный вид адреса серверов крупных фирм (например, www.intel.com, www.amd.com и т.д.). Имена компьютеров в разных доменах могут повторяться. Кроме того, один компьютер в сети может иметь несколько DNS-имен.

Домен 1 уровня обычно определяет страну местоположения сервера (ru - Россия; ua - Украина; uk - Великобритания; de - Германия) или вид организации (com - коммерческие организации; edu - научные и учебные организации; gov - правительственные учреждения; org - некоммерческие организации).

Когда вводится доменное имя, например, www.mrsu.ru, компьютер должен преобразовать его в адрес. Чтобы это сделать, компьютер посылает запрос серверу DNS, начиная с правой части доменного имени и двигаясь влево. Его программное обеспечение знает, как связаться с корневым сервером, на котором хранятся адреса серверов имён домена первого уровня (крайней правой части имени, например, ru). Таким образом, сервер запрашивает у корневого сервера адрес компьютера, отвечающего за домен ru. Получив информацию, он связывается с этим компьютером и запрашивает у него адрес сервера mrsu. После этого от сервера mrsu он получает адрес www компьютера, который и был целью данной прикладной программы.

Данные в Интернет пересылаются не целыми файлами, а небольшими блоками, которые называются пакетами. Каждый пакет содержит в себе адреса компьютеров отправителя и получателя, передаваемые данные и порядковый номер пакета в общем потоке данных. Благодаря тому, что каждый пакет содержит все необходимые данные, он может доставляться независимо от других, и довольно часто случается так, что пакеты добираются до места назначения разными путями. А компьютер-получатель затем выбирает из пакетов данные и собирает из них тот файл, который был заказан.

Для идентификации служб используются порты. Порт - это число, которое добавляется к адресу компьютера, которое указывает на программу, для которой данные предназначены. Каждой программе, запущенной на компьютере, соответствует определенный порт, и она реагирует только на те пакеты, которые этому порту адресованы. Существует большое количество стандартных портов, соответствующих определенным службам, например, 21 - FTP; 23 - telnet; 25 - SMTP; 80 - HTTP; 110 - POP3; 70 - Gopher и т.д.

В Интернет используются не просто доменные имена, а универсальные указатели ресурсов URL (Universal Resource Locator).

URL включает в себя:

· метод доступа к ресурсу, т.е. протокол доступа (http, gopher, WAIS, ftp, file, telnet и др.);

· сетевой адрес ресурса (имя хост-машины и домена);

· полный путь к файлу на сервере.

IP-адреса

Для того, чтобы маршрутизаторы могли определять куда направлять каждый конкретный пакет информации, передаваемый по сети, в заголовке каждого пакета обязательно указывается адрес отправителя и адрес получателя пакета.

Адреcация в сети Интернет организована очень просто. Каждой точке подключения любого устройства к сети (интерфейсу), присваивается уникальный номер, который и называют - IP-адресом.

Необходимо подчеркнуть, что IP-адрес присваивается не устройству (компьютеру или маршрутизатору), а именно интерфейсу, поскольку многие устройства могут иметь несколько точек подключения к сети, а следовательно и несколько различных IP-адресов.

Компьютеры и маршрутизаторы "знают" свои IP-адреса, и адреса своих "соседей в сети", а маршрутизаторы еще и могут определять с помощью таблиц маршрутизации, куда направлять пакеты со всеми прочими IP-адресами.

Для программно-аппаратных устройств IP-адрес это просто целое число для хранения которого выделяется ровно 4 байта памяти. Т.е. число в диапазоне от 0 до 4294967295. Человеку запоминать такие громоздкие числа сложно.

Поэтому для наглядности, IP-адрес записывается в виде последовательность четырех чисел разделенных точками в диапазоне от 0.0.0.0 до 255.255.255.255. Каждое из этих четырех чисел соответствует значению отдельно каждого байта из тех четырех, в котором хранится все число.

IP-сети и маски подсетей

Для обеспечения правильности работы маршрутизаторов и коммутаторов в сети, IP-адреса распределяются между интерфейсами не произвольно, а, как правило, группами, называемыми сетями или подсетями. Причем IP-адреса могут группироваться в сети и подсети только по строго определенным правилам.

Количество IP-адресов (размер) в любой подсети всегда должно быть кратно степени числа 2. То есть - 4, 8, 16, 32 и т.д.

Других размеров подсетей быть не может.

Причем, первым адресом подсети должен быть такой адрес, последнее (из четырех) чисел которого должно делиться без остатка на размер сети.

При использовании любой IP-сети нужно всегда помнить, что первый и последний адреса подсети - служебные и использовать их в качестве IP-адресов интерфейсов нельзя.

Для сокращения и упрощения описания подсетей, существует понятие "маска подсети". Маска указывает на размер подсети и может быть описана двумя вариантами записи - коротким и длинным.

Например, описать подсеть, размером 4 адреса, начинающейся с адреса 80.255.147.32 с помощью маски можно следующими вариантами:

Короткий - 80.255.147.32/30

Длинный - сеть 80.255.147.32, маска 255.255.255.252

Не вдаваясь в особенности двоичной арифметики, подробно объяснить - что такое маска довольно сложно, но знакомые с бинарной математикой могут разобраться в этом сами, а для большинства - это не суть важно.

Достаточно запомнить простую табличку соответствия для масок подсетей:

Размер сети	Короткая маска	Длинная маска
4	/30	255.255.255.252
8	/29	255.255.255.248
6	/28	255.255.255.240
32	/27	255.255.255.224
64	/26	255.255.255.192
128	/25	255.255.255.128
256	/24	255.255.255.0

"Белые" и "серые" IP-адреса

К сожалению, общее количество возможных IP-адресов ограничено. Во времена создания сети Интернет и разработки основных протоколов ее работы никто и подумать не мог, что более чем 4 миллиардов допустимых адресов может быть мало. Но с развитием сети Интернет этого количества уже давно не хватает. Поэтому предпринимаются различные меры для жесткой экономии IP-адресов.

Одним из способов экономии является разделение всего пула адресов на так называемые приватные или "серые" и реальные или "белые" IP-адреса.

В Интернет-сообществе существует договоренность, что часть адресов разрешено использовать только для устройств, работающих в локальных IP-сетях, не имеющих выхода в глобальную сеть Интернет. Эти IP-адреса принято называть приватными или "серыми".

Вот полный перечень возможных "серых" адресов:

192.168.0.0 - 192.168.255.255 или 192.168.0.0/16

172.16.0.0 - 172.31.255.255 или 172.16.0.0/12

10.0.0.0 - 10.255.255.255 или 10.0.0.0/8

Все остальные IP-адреса называют реальными или "белыми".

Для того, чтобы пакеты с "серыми" адресами в заголовке не попадали в глобальный Интернет, на устройствах, установленных на границах локальных и глобальной сетей (т. н. "граничных маршрутизаторах") такие пакеты просто отфильтровываются. Поэтому, в разных локальных сетях могут работать устройства с одним и тем же "серым" IP-адресом и друг другу они "мешать не будут".

NAT-сервис.

Существует механизм, позволяющий устройствам с "серыми" адресами из локальных сетей все-таки получать доступ к информации из глобальной сети. Для этого на граничном маршрутизаторе устанавливаются программы, реализующие т. н. NAT-сервис.

Граничный маршрутизатор, как правило, имеет минимум два интерфейса один из который "смотрит" в локальную сеть с "серым" адресом, а другой, с "белым" адресом "смотрит" в глобальную сеть.

Суть работы NAT-сервиса заключается в следующем. Получив от устройства с "серым" адресом пакет с запросом на получение информации из глобальной сети, маршрутизатор запоминает, от какого "серого" адреса пришел запрос и заменяет в заголовке пакета "серый" адрес на свой "белый", а затем отправляет его в глобальную сеть. Получив из глобальной сети ответ, маршрутизатор определяет - для какого "серого" адреса пришла эта информация, заменяет в пакете свой "белый" адрес на "серый" адрес локального устройства и передает ему этот пакет.

При использовании NAT-сервиса пользователь компьютера с "серым" адресом может получить по своим запросам полный доступ к любым ресурсам глобальной сети. т.е. как Клиент получает любую информацию от Серверов в сети.

А вот Сервер, с "серым" IP-адресом "из-за NAT'а" работать не будет (Вообще-то, это не совсем точно. Существует механизм т. н. "обратного NATа", с помощью которого можно обеспечить доступ из глобальной сети к серверам (MAIL, WWW, FTP и др.) клиента работающим под "серым" адресом, но это требует не тривиальной настройки маршрутизатора клиента и далеко не каждый маршрутизатор это умеет делать), так как из глобальной сети получить доступ к этому компьютеру просто не удастся.

Применение NAT-сервиса целесообразно для домашних подключений частных лиц и небольших организаций, которые не имеют своих информационных ресурсов.

"Динамические" и "статические" IP-адреса

Еще один способ экономии IP-адресов, используемый в основном провайдерами - применение т. н. динамически выделяемых IP-адресов.

В идеальном случае каждое устройство в сети должно иметь постоянный (или "статический") IP-адрес. Но для устройств, подключающихся к сети только иногда - время от времени (на "сеанс связи"), закреплять на ними постоянные адреса слишком расточительно.

Для большинства клиентов, подключающихся только на сеанс связи, совершенно безразлично, какой именно IP-адрес им будет выделен, поэтому провайдеры обычно им выделяют т. н. "динамические" IP-адреса.

Суть приема заключается в следующем. Провайдер заранее выделяет некоторое количество адресов для подключения клиентов на сеанс связи. Причем общее количество таких адресов обычно значительно меньше, чем общее количество клиентов. При подключении очередного клиента, ему выдается произвольный и на данный момент свободный IP-адрес из этого зарезервированного списка и он у провайдера помечается как "занятый". При отключении клиента, признак заменяется на "свободный" и этот IP-адрес может быть выдан другому, вновь подключившемуся клиенту.

Если же клиенту важно, чтобы его IP-адрес был всегда один и тот же, то в этом случае провайдер "закрепляет" конкретный IP-адрес за клиентом, т.е. - ему выделяется "статический" IP-адрес.

Такое подключение может потребоваться клиентам, которые со своих компьютеров обращаются к особым - защищенным ресурсам сети, владельцы которых установили ограничение на доступ к своим ресурсам, или хотят его контролировать, для чего проверяют, а с какого IP-адреса произошло обращение к ресурсу.

Например, если сотрудник какой-либо организации подключается из дома к сети Интернет "на сеанс связи" и хочет обращаться к компьютерам, установленным у него на работе. Как правило, в организациях строго контролируется доступ извне в сеть предприятия, но при наличии статического IP-адреса для этого адреса можно сделать исключение. В случае динамического адреса такое исключение сделать нельзя, так как заранее неизвестно, какой именно IP-адрес получит клиент после подключения.

Уникальность "белых" адресов и "подмена" IP-адреса.

Для правильного функционирования всей сети Интернет необходимо строгое обеспечение уникальности "белых" IP-адресов. Для этого провайдеры тщательно контролируют адреса своих клиентов. Контроль обеспечивается двумя способами:

1) При постоянном подключении клиентов по выделенным каналам, провайдер так конфигурирует свое оборудование, что клиент может использовать только конкретные, выделенные только ему IP-адреса и при попытке использовать другие, клиент доступа в сеть просто не получит.

2) При подключении на сеанс связи оборудование клиента (модем или компьютер) прежде чем получит от провайдера IP-адрес, должен произвести авторизацию на сервере доступа провайдера по Логину/Паролю. И только в случае успешной авторизации, сервер доступа выдаст оборудованию клиента "белый" "динамический" или "статический" IP-адрес.

Если клиент заменит выделенные ему IP-адреса на какие-нибудь другие, доступа в сеть он не получит, т.к. ближайшие к клиенту маршрутизаторы находятся под управлением провайдера и они эту смену адресов просто проигнорируют. Максимум (да и то далеко не всегда) клиент сможет отправить какие-то пакеты информации в сеть, но получить никакой информации он не сможет. Причем, если провайдер заметит такие действия клиента - он может быть строго наказан вплоть до полного отключения от сети.

"Домен" и "доменное имя"

Уникальный "белый" IP-адрес точно идентифицирует любое устройство, подключенное к сети Интернет. Компьютерным программам работать с ними удобно, а вот людям - не всегда. IP-адреса непросто запомнить, да и понятной для человека информации в IP-адресе не много.

Для облегчения людям работы в сети придумана другая система идентификации устройств. Любому IP-адресу в сети можно присвоить какой-нибудь "словесный", более понятный для человека синоним, который называется "доменным именем" или просто "именем" устройства в сети.

Доменное имя - это последовательность из двух и более слов, разделенных точками. Слово, или как оно еще называется - домен может состоять из любой комбинации букв английского алфавита, цифр и знака "-" ("минус" или "тире"). Другие символы в доменном имени использовать нельзя.

Последний домен в доменном имени называется "доменом первого уровня", второй от конца - "доменом второго уровня" и т.д.

Существуют две системы организации доменных имен - международная (национальная) и американская, однако, в последнее время обе эти системы используются по всему миру и стали практически равнозначными.

По международной системе домен первого уровня должен состоять из двух символов - сокращения от названия страны, в которой зарегистрировано доменное имя. Например:.ru - Россия,. pl - Польша,. fr - Франция,. us - США,.ua - Украина и т.д.

Доменами второго и последующих уровней могут быть любые допустимые комбинации символов.

По американской системе домен первого уровня может состоять из трех или более символов, комбинация которых, показывает принадлежность организации, пользующейся этим доменом, к тому или иному типу организации. Например: .com - коммерческая организация.gov - государственная структура.edu - образовательное учреждение.mil - военная организация и т.д.

Доменами второго и последующих уровней также могут быть любые допустимые комбинации символов.

Доменные имена первого и второго уровня регистрируются и учитываются Техническими Центрами поддержки доменов. В России это - РосНИИРОС.

Любой желающий, как юридическое, так и физическое лицо, может (за умеренную плату) зарегистрировать у Регистратора любой (не занятый на момент регистрации) домен второго уровня, либо в своем национальном домене первого уровня (для России - .ru), либо в любом другом домене первого уровня.

Зарегистрировавший домен второго уровня становится его владельцем и может им пользовать его по своему усмотрению, а также определять принципы формирования поддоменов третьего и последующих уровней в своем домене.

В локальных сетях без доступа в глобальный Интернет и использующих серые IP-адреса никто не запрещает организовать свои собственные доменные имена по каким угодно правилам. Но обращаться к ресурсам по этим доменным именам можно будет только "изнутри" локальной сети. Из других сетей, в том числе и из глобального Интернета доступ по этим именам будет невозможен.

Как связываются между собой IP-адреса и доменные имена?

Связь между IP-адресами и доменными именами осуществляет международная распределенная база данных, основанная на использовании так называемых DNS-серверов.

Каждый владелец домена второго уровня должен иметь такой DNS-сервер, или арендовать его у кого-либо.

На DNS-сервере в специальных файлах прописывается и хранится соответствие - какое доменное имя соответствует какому IP-адресу (прямая зона) и обратное соответствие IP-адрес - доменное имя (обратная зона) для всех доменных имен, находящихся в ведении владельца домена.

Любое изменение соответствия должно быть обязательно прописано на DNS-сервере, только после этого оно "вступает в силу". Например, вы можете на своем компьютере прописать для него какое хотите доменное имя, но знать об этом будете только вы. Если же такая запись появится на DNS-сервере, через некоторое время (максимум - несколько часов) об этом узнает весь мир.

Каждая, как прямая так и обратная зона должна храниться как минимум на двух различных DNS-серверах. При этом, главный (как правило, расположенный у владельца) DNS-сервер, называется MASTER DNS-сервером, второй или последующие называются SLAVE DNS-серверами.

Зоны, хранящиеся на MASTER-сервере, владелец домена может (и должен) заполнять и корректировать.

На SLAVE-серверах хранятся копии зон с MASTER-серверов, причем обновлениями зон MASTER и SLAVE-сервера обмениваются автоматически.

Все DNC-серверы, включенные в сеть Интернет, могут обмениваться между собой информацией о хранимых ими зонах и о других серверах, хранящих другие зоны.

Любому пользователю, подключенному к сети Интернет, его провайдер предоставляет доступ к своему DNS-серверу, IP-адрес этого сервера прописывается на оборудовании клиента и клиентские программы для работы в сети могут обращаться к этому серверу с запросами - какое доменное имя соответствует какому IP-адресу.

Если пользователь является владельцем зарегистрированного доменного имени он может установить у себя свой собственный DNS-сервер и пользоваться им, а не сервером провайдера.

Принцип работы любого DNS-сервера достаточно прост.

Любой Клиент или Сервер, которому необходимо определить соответствие доменное имя - IP-адрес или IP-адрес - доменное имя, обращается к DNS-серверу с запросом. И если DNS-сервер "знает" это соответствие из своих хранимых зон, то сообщает его сразу. А вот если DNS-сервер ничего не знает о запрошенном доменном имени или IP-адресе, он обращается к другим DNS-серверам "за помощью". Получив ответы на свои запросы от других DNS-серверов, сервер сообщает найденную информацию Клиенту.

Например. Вам необходимо узнать - какой IP-адрес соответствует доменному имени VASYA. PUPKIN.com. Ваш DNS-сервер ни о зоне.com ни о зоне PUPKIN.com ничего в данный момент не знает. Но сервер знает несколько "главных" в сети DNS-серверов, на которых хранится информация о серверах доменов первого уровня. По запросу вашего сервера, "Главный" сервер сообщает ему, IP-адрес того DNS-сервера, на котором хранится информация о доменах второго уровня в зоне.com. Затем ваш сервер обращается к указанному серверу и спрашивает у него - "где хранится зона PUPKIN.com". Этот сервер ему сообщает адрес очередного DNS-сервера. Далее ваш сервер спрашивает у последнего - "какой адрес для доменного имени VASYA. PUPKIN.com" и получает точный ответ - доменное имя VASYA. PUPKIN.com соответствует такому-то IP-адресу.

Схемы организации связи при подключении к сети Интернет

Простейшая схема организации локальной IP-сети

Прежде чем рассматривать схемы организации связи с подключением к сети Интернет, приведу пример схемы простейшей локальной сети.

Современное сетевое оборудование и системное программное обеспечение позволяют практически полностью автоматизировать настройку оборудования в локальной сети при однородном программном обеспечении. Для этого достаточно подключить все компьютеры к коммутатору и после минимальной настройки, все они смогут передавать информацию друг другу.

Но в этом случае будет создана локальная сеть, работающая по протоколам той операционной системы, под которой эти компьютеры работают, причем совсем не обязательно, что эта сеть будет IP-сетью, т.е. "кусочком" глобальной интернет-сети.

IP-сеть была разработана еще и для того, чтобы можно было объединять между собой совершенно разнородные "программные среды". Сейчас практически все существующие ОС понимают и умеют работать с протоколами IP-сетей и поддерживают систему адресации, применяемую сети Интернет.

Рис. 1

На Рис. 1 приведен пример простейшей схемы локальной сети, причем не важно под какой "программной средой" (Windows, Linux, MAC и т.п.).

Для настройки каждого из компьютеров этой сети необходимо задать минимум три параметра - IP-адрес, маску и адрес шлюза. На рисунке они указаны для "серой" сети - 192.168.1.0/24.

Замечу, что адресом шлюза в данном случае может быть любой не занятый IP-адрес из этой сети, так как шлюз - это адрес на который необходимо отправлять все IP-пакеты с адресами не принадлежащими к этой сети, а раз сеть - локальная и ни с кем не связана, то пакеты с неизвестными адресами можно просто проигнорировать, все равно они доставлены никуда не будут.

Подключение к сети Интернет одного компьютера

При подключении к Интернет одного компьютера обычно используют один из двух несколько различных вариантов подключения: с выделением подсети из четырех "белых" IP-адресов ("связной четверки") или с выделением одного IP-адреса.

Первый вариант применяется обычно в случае подключения к сети по выделенным каналам связи т. н. "корпоративных клиентов" - организаций, которые в дальнейшем предполагают подключать к сети более одного компьютера. Схема такого включения приведена на Рис. 2

Рис. 2

Для пользователей - частных лиц, которые редко подключают к сети более одного компьютера, провайдеры чаще используют второй вариант - схему, приведенную на Рис. 3. Эта принципиальная схема позволяет выделять клиентам как статические, так и динамические IP-адреса.

Рис. 3

По такой схеме как правило подключаются клиенты т. н. "кампусных сетей", сетей FTTx и клиенты, подключающиеся на сеанс связи - DialUP и по технологии ADSL.

Необходимо подчеркнуть, что здесь приведены максимально упрощенные принципиальные схемы подключения - для понимания общего принципа организации связи. Реальные схемы обычно значительно сложнее.

Подключение нескольких компьютеров с одним "белым" IP-адресом

Если клиенту необходимо подключить несколько обычных компьютеров (рабочих станций) к сети Интернет, то можно использовать схему, представленную на Рис 4. Она фактически является объединением схемы Рис. 1 со схемой Рис. 2 или Рис. 3 с помощью клиентского маршрутизатора.

Рис. 4

Причем маршрутизатор должен уметь использовать NAT-сервис - механизм, который делает прямое и обратное преобразование "серых" IP-адресов локальной сети клиента (на схеме - сеть: 192.168.1.0/24) в один "белый" IP-адрес, под которым в Интернет "представляются" все компьютеры локальной сети клиента (на схеме - сеть: 80.255.255.0/30). Такая схема оптимальна для домашней сети из 2-4 компьютеров или для небольших офисов компаний, в которых используются только обычные рабочие станции. Достоинства этой схемы - экономия "белых" IP-адресов, независимость от провайдера (с ним не нужно согласовывать ни использование такой схемы, ни количество рабочих станций в ней). Количество одновременно работающих компьютеров, подключенных по этой схеме, может быт очень большое и оно зависит только от производительности маршрутизатора и "ширины" (пропускной способности) канала связи.

Подключения с использованием нескольких "белых" IP-адресов

1. Подключения с использованием только "белых" IP-адресов.

На Рис. 5 приведена наиболее простая (для клиента сети) схема организации связи с использованием только "белых".

Рис. 5

Однако, провайдеры соглашаются на нее крайне неохотно, так как эта схема требует чтобы ВСЕ устройства сети клиента имели "белые" адреса, что приводит к их неэкономичному использованию. Кроме того, маршрутизацией всех IP-пакетов передаваемых/принимаемых в Интернет приходится заниматься маршрутизатору провайдера. Применение этой схемы допустимо в случаях, когда клиент сети предполагает подключение небольшого количества компьютеров (от 2 до 13), причем часть из них предполагается использовать в качестве Серверов.

Подключения с использованием и "белых" и "серых" IP-адресов

Для подключения большого количества рабочих станций под "серыми" адресами и некоторого количества Серверов под "белыми" оптимальны схемы подключения, представленные на Рис. 6, Рис. 7 и Рис. 8

Рис. 6

Схема на Рис. 6 - более универсальна, но требует от клиента использования достаточно мощного и сложного в настройке маршрутизатора, который должен иметь не менее трех интерфейсов и поддерживать NAT-сервис.

Рис. 7

Схема на Рис. 7 - для клиента более удобна и не требует мощного и сложного маршрутизатора. Она фактически является объединением схем Рис. 4 и Рис. 5.

Схема на Рис. 8 практически не отличается от схемы на Рис. 7 и имеет смысл, если Вы ранее были подключены по схеме Рис. 4 и хотите сохранить все "старые" настройки оборудования. Однако, эта схема не слишком "экономична" по отношению к количеству белых адресов и не всегда может быть технически реализована провайдером.

Рис. 8

Доступ в Интернет

Доступ в Интернет обычно получают через поставщиков услуг (service provider). Поставщики эти продают различные виды услуг, каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Критериями оценки выбора того или иного провайдера могут служить цены, количество клиентов, характеристики внешних каналов, наличие дополнительных услуг (таких, как Callback - обратный вызов, когда вы дозваниваетесь С помощью модема к провайдеру и инициируете обратный звонок. После этого за время соединения вы не оплачиваете стоимость исходящих телефонных звонков).

Наиболее распространенным способом подключения к сети Интернет для частных пользователей является Dial-Up, то есть подключение по публичной телефонной сети с использованием модема.

Доступ в Интернет может быть организован в публичных библиотеках, общественных учреждениях. Сейчас любой желающий может получить полный доступ в Интернет за умеренную плату в многочисленных Интернет-кафе.

На предприятиях и в учреждениях обычно используют постоянное, или выделенное, подключение к Интернету. Локальная сеть организации через шлюз подключена кабельным соединением непосредственно к узлу провайдера. В этом случае соединение с Сетью есть всегда и нет необходимости занимать телефонную линию для дозвонки до провайдера. Выделенное подключение имеет обычно и большую пропускную способность, так как отсутствуют помехи, свойственные телефонным сетям, и значительно более устойчиво.

Интернет-провайдеры

ISP - поставщик интернет-услуги - организация, предоставляющая услуги доступа к сети Интернет и иные связанные с Интернетом услуги.

Основные услуги

К основным услугам интернет-провайдеров относят:

§ широкополосный доступ в Интернет,

§ коммутируемый доступ в Интернет,

§ беспроводной доступ в Интернет,

§ выделение дискового пространства для хранения и обеспечения работы сайтов (хостинг),

§ поддержка электронных почтовых ящиков или виртуального почтового сервера,

§ размещение оборудования клиента на площадке провайдера (колокация),

§ аренда выделенных и виртуальных серверов (VPS, VDS),

§ резервирование данных.

В соответствии с предоставляемыми услугами их можно разделить на категории:

§ провайдеры доступа,

§ хостинг-провайдеры,

§ магистральные провайдеры,

§ канальные провайдеры,

§ провайдеры последней мили.

Среди провайдеров доступа можно выделить первичных (магистральных), имеющих магистральные каналы связи в собственности, и вторичных (городских, домовых), арендующих каналы связи у первичных. Первичные провайдеры обычно продают трафик только в больших объёмах и оказывают услуги другим провайдерам, а не индивидуальным пользователям, хотя есть и исключения.

Широкополосный интернет

Широкополосный или высокоскоростной доступ в Интернет - доступ в Интернет со скоростью передачи данных, превышающей максимально возможную при использовании коммутируемого доступа с использованием модема и телефонной сети общего пользования. Осуществляется с использованием проводных, оптоволоконных и беспроводных линий связи различных типов.

Если коммутируемый доступ имеет ограничение по битрейт порядка 56 кбит/c и полностью занимает телефонную линию, то широкополосные технологии обеспечивают во много раз бомльшую скорость обмена данными и не монополизируют телефонную линию. Кроме высокой скорости, широкополосный доступ обеспечивает непрерывное подключение к Интернету (без необходимости установления коммутируемого соединения) и так называемую "двустороннюю" связь, то есть возможность как принимать ("загружать"), так и передавать ("выгружать") информацию на высоких скоростях.

Выделяют мобильный широкополосный доступ (мобильный ШПД) и фиксированный широкополосный доступ. Фиксированный ШПД строится на основе проводных соединений, в то время как мобильный ШПД включает в себя передачу данных по беспроводным соединениям.

Мобильный ШПД в настоящее время использует технологии мобильной связи WCDMA/HSPA (поколение 3.5G), HSPA+ (поколение 3.75G). Также применяются технологии 4G: WiMax и LTE.

Существует также технология широкополосного доступа в Интернет, которая работает в наземных сетях цифрового эфирного телевидения DVB-T2.

Коммутируемый доступ в интернет

Коммутируемый удалённый доступ - сервис, позволяющий компьютеру, используя модем и телефонную сеть общего пользования, подключаться к другому компьютеру (серверу доступа) для инициализации сеанса передачи данных (например, для доступа в сеть Интернет). Обычно dial-up'ом называют только доступ в Интернет на домашнем компьютере или удаленный модемный доступ в корпоративную сеть с использованием двухточечного протокола PPP (теоретически можно использовать и устаревший протокол SLIP).

Доступность

Телефонная связь через модем не требует никакой дополнительной инфраструктуры, кроме телефонной сети. Поскольку телефонные пункты доступны во всём мире, такое подключение остается полезным для путешественников. Подключение к сети с помощью модема по обычной коммутируемой телефонной линии связи - единственный выбор, доступный для большинства сельских или отдалённых районов, где получение широкополосной связи невозможно из-за низкой плотности населения и требований. Иногда подключение к сети с помощью модема может также быть альтернативой для людей с ограниченным бюджетом, поскольку оно часто предлагается бесплатно, хотя широкополосная сеть теперь всё более и более доступна по более низким ценам в большинстве стран. Однако, в некоторых странах коммутируемый доступ в Интернет остается основным в связи с высокой стоимостью широкополосного доступа, а иногда и отсутствием востребованности услуги у населения. Дозвон требует времени, чтобы установилась связь (несколько секунд, в зависимости от местоположения) и было выполнено подтверждение связи прежде, чем передача данных сможет осуществиться.

Стоимость доступа в Интернет через коммутируемый доступ часто определяется по времени, проведённому пользователем в сети, а не по объёму трафика. Доступ по телефонной линии - это непостоянная или временная связь, потому что по желанию пользователя или ISP рано или поздно будет разорвана. Провайдеры услуг Интернета зачастую устанавливают ограничение на продолжительность связи и разъединяют пользователя по истечении отведённого времени, вследствие чего необходимо повторное подключение.

Производительность

У современных модемных подключений максимальная теоретическая скорость составляет 56 кбит/сек (при использовании протоколов V.90 или V.92), хотя на практике скорость редко превышает 40-45 кбит/сек, а в подавляющем большинстве случаев держится на уровне не более 30 кбит/сек. Такие факторы, как шум в телефонной линии и качество самого модема играют большую роль в значении скоростей связи. В некоторых случаях в особенно шумной линии скорость может падать до 15 кбит/сек и менее, к примеру в гостиничном номере, где телефонная линия имеет много ответвлений. У телефонного соединения через модем обычно высокое время задержки, которое доходит до 400 миллисекунд или более и которое делает онлайн игры и видео конференц-связь крайне затруднительными или же полностью невозможными. Первые игры от первого лица (3d-actions) являются самыми чувствительными ко времени отклика, делая игру на модеме непрактичной.

Использование сжатия, для превышения скорости в 56 кбит/сек

Сегодняшние стандарты V.42, V.42bis и стандарт V.44 позволяют модему передавать данные быстрее, чем его тарифная ставка подразумевала бы. Например, связь на 53.3 кбит/сек с V.44 может передать до 53.3*6 = 320 кбит/сек, используя чистый текст. Проблема состоит в том, что сжатие имеет тенденцию становиться лучше или хуже со временем в связи с шумом на линии или передаче уже сжатых файлов (файлы ZIP, изображения JPEG, аудио MP3, видео MPEG). В среднем модем будет пересылать сжатые файлы со скоростью примерно в 50 кбит/сек, несжатые файлы - 160 кбит/сек, чистый текст со скоростью 320 кбит/сек. В таких ситуациях небольшое количество памяти в модеме (буфер) используется, чтобы держать данные, в то время как они сжимаются и посылаются через телефонную линию, но чтобы предотвратить переполнение буфера, иногда становится необходимо сказать компьютеру делать паузу потока передачи. Это достигается через управление потоками аппаратных средств, используя дополнительные перехватчки на связи компьютера модема. Компьютер тогда собирается поставлять модем по некоторой более высокой норме, такой как 320 кбит/сек, и модем скажет компьютеру, когда начать или прекратить посылать данные.

Сжатие ISP

Когда основанные на телефоне модемы 56 КБит начинали терять популярность, некоторые провайдеры услуг Интернета, такие как Netzero и Juno, начали использовать предварительное сжатие, чтобы увеличить пропускную способность и поддержать клиентскую базу. Например, Netscape ISP использует программу сжатия, которая сжимает изображения, текст, и другие объекты, до отправки их через телефонную линию. Сжатие со стороны сервера работает эффективнее, чем "непрерывное" сжатие, поддерживающееся V.44 модемами. Обычно текст на веб-сайтах уплотнен к 5 %, таким образом пропускная способность увеличивается приблизительно до 1000 кбит/сек, и изображения сжаты с потерями к 15-20 %, что увеличивает пропускную способность до ~350 кбит/сек.

Недостаток этого подхода - потеря качества: графика приобретает артефакты сжатия, однако скорость резко увеличивается, и пользователь может вручную выбирать и рассматривать несжатые изображения в любое время. ISPs, использующие такой подход, рекламируют это как "скорость DSL по обычным телефонным линиям" или просто "высокоскоростной dialup".

Замена широкополосной сетью

Начиная с (приблизительно) 2000 года, широкополосный доступ в Интернет по технологии DSL заменил доступ через обычный модем во многих частях мира. Широкополосная связь типично предлагает скорость начиная от 128 кбит/сек и выше за меньшую цену, нежели dialup. Все увеличивающийся объём контента в таких областях, как видео, развлекательные порталы, СМИ и пр., уже не позволяет сайтам работать на dialup-модемах. Однако, во множестве областей коммутируемый доступ все ещё остается востребованным, а именно там, где высокая скорость не требуется. Отчасти это происходит из-за того, что в некоторых регионах прокладка широкополосных сетей экономически невыгодна или по тем или иным причинам невозможна. Хотя существуют технологии беспроводного широкополосного доступа, но из-за высокой стоимости инвестиций, низкой доходности и плохого качества связи сложно организовать необходимую инфраструктуру. Некоторые операторы связи, предоставляющие dialup, ответили на все увеличивающуюся конкуренцию, понижая тарифы к значениям 150 рублей в месяц и делающие dialup привлекательным выбором для тех, кто просто желает читать электронную почту или просматривать новости в текстовом формате.

Список dialup скоростей

Эти данные являются максимальными значениями, реальные значения заметно хуже (например, из-за зашумлённых телефонных линий).

Соединение	Битрейт
Модем 110 бод	0.1 кбит/c
Модем 300 (300 бод) (Bell 103 или V.21)	0.3 кбит/c
Модем 1200 (600 бод) (Bell 212A или V.22)	1.2 кбит/c
Модем 2400 (600 бод) (V.22bis)	2.4 кбит/c
Модем 2400 (1200 бод) (V.26bis)	2.4 кбит/c
Модем 4800 (1600 бод) (V.27ter)	4.8 кбит/c
Модем 9600 (2400 бод) (V.32)	9.6 кбит/c
Модем 14.4 (2400 бод) (V.32bis)	14.4 кбит/c
Модем 28.8 (3200 бод) (V.34)	28.8 кбит/c
Модем 33.6 (3429 бод) (V.34)	33.8 кбит/c
Модем 56k (8000/3429 бод) (V.90)	56.0/33.6 кбит/c
Modem 56k (8000/8000 бод) (V.92)	56.0/48.0 кбит/c
Аппаратная компрессия (переменная) (V.90/V.42bis)	56.0-220.0 кбит/c
Аппаратная компрессия (переменная) (V.92/V.44)	56.0-320.0 кбит/c
Веб-компрессия на стороне сервера (переменная)	100.0-1000.0 кбит/c

У модемов 56К скорость передачи ниже, чем скорость приема.

Заключение

Подобно тому, как коммерческие интернет-провайдеры соединяются посредством точек обмена трафиком, исследовательские сети объединяются в свои подсети, такие как:

§ National LambdaRail

§ Abilene Network

§ GEANT

§ GLORIAD

В России наиболее известен проект "Амбилин" - высокоскоростная экспериментальная сеть, созданная и поддерживаемая американским консорциумом "Интернет2". Сам консорциум является некоммерческой организацией и занимается разработкой передовых приложений и сетевых технологий. Его сеть Абилин уже объединяет более 230 американских университетов, научных центров и других учреждений. Особенностью сети Абилин является высокая скорость передачи данных, теоретически она может достигать 10 Гбит/с (OC-192c), реально скорость составляет порядка 6-8 Гбит/с.

Дальнейшее совершенствование общедоступной сети Интернет многие связывают с внедрением концепции семантической паутины, что позволило бы людям и компьютерам более эффективно взаимодействовать в процессе создания, классификации и обработки информации.

Размещено на Allbest.ru