Мережа Internet: загальна характеристика, історія розвитку

      В американській комп'ютерній індустрії 1970-х-80-х років різні фірми випускали  різні комп'ютери з різними  оперативними системами (наприклад, IBM, цифрові обчислювальні машини, Microsoft і Apple). Не дуже складно виявилося  об'єднати п'ятдесят комп'ютерів IBM у мережу IBM чи п'ятдесят комп'ютерів Макінтош у мережу Макінтош, але п'ятдесят IBM і п'ятдесят Макінтошів об'єднати в мережу, здатну на обмін інформацією, було набагато складніше.

      Для мережі Арпанет був створений  протокол IP (Інтернет протокол), що дозволяв поділяти файли на пакети і передавати пакети від вузла до вузла. Потім був створений протокол TCP, що забезпечував передачу пакетів між комп'ютером-відправником і комп'ютером-приймачем, цей протокол дозволяв також досилати загублені пакети. Всі ці властивості протоколу TCP дозволили використовувати його для міжмережевого обміну файлами.

      З жовтня по грудень 1969 року чотири університетські  центри США — Каліфорнійський  університет Лос-Анджелеса, Каліфорнійський  університет Санта-Барбари, Стенфордський дослідницький інститут і Університет штату Юта об'єдналися в одну мережу.

      1969 рік вважається роком народження  Інтернет, тому що подальші події  показали, що основою Інтернет  стала мережа Арпанет.

      Після Арпанет у США й інших країнах створювалися комп'ютерні мережі, що з'єднували комп'ютерні центри наукових і державних організацій. Багато мереж стали використовувати протокол IP. Цей протокол був зручний тим, що можна легко нарощувати мережу, приєднуючи будь-скільки нових комп'ютерів. Але крім IP-мереж, створювалися мережі, що працюють за іншими мережними протоколами.

      У 1972 році у Вашингтонові пройшла перша  Міжнародна конференція комп'ютерних  комунікацій. У конференції брали  участь вчені з 10 країн. Учасникам  конференції вперше в історії продемонстрували мережу Арпанет, вона перестала бути секретною розробкою.

      Мережа  Арпанет — перша глобальна  мережа; в ній найбільш повно використані  сучасні мережні розробки. Саме тому до Арпанет стали приєднуватися  інші мережі, розроблені освітніми, науковими й урядовими організаціями.

      З 1972 року починає функціонувати громадська організація INWG — робоча група з  міжнародних мереж під керівництвом Вінсента Сьорфа. INWG координувала роботу зі створення можливості міжмережевого  обміну. Для об'єднання мереж, що працюють за протоколом IP і мереж, що працюють за іншими протоколами, був необхідним спеціальний міжмережевий протокол. Таикй протокол, TCP, розробили Вінсент Сьорф і Роберт Кан у 1974 році. Після об'єднання в 1982 році двох протоколів TCP і IP в один, протокол TCP/IP став стандартним протоколом об'єднаної мережі — Інтернет. У цьому ж році Сьорф і його колеги ввели термін "Інтернет". Сьогодні Вінсента Сьорфа називають «Батьком Інтернет».

      Спочатку  мережа складалася з 17 мінікомп'ютерів. Пам'ять кожного мала обсяг 12 Кбайт. У квітні 1971 року до мережі вже залучено 15 вузлів. У 1975 році мережа APRAnet складалася з 63 вузлів.

      У середині 1972 року серед користувачів мережі стало поширюватися думка  про те, що передавати лист через  комп'ютерну мережу набагато швидше, легше і дешевше, ніж традиційним методом. Так почав зароджуватися перший сервіс, без якого сьогодні не мислимий Інтернет — це E-Mail. У 1976 році з'явилася програма UUCP (Unix-to-Unix Copy) — Інтернет офлайн (фрінет — не можна проглядати сторінки), що призвело до створення такої послуги, як USEnet (групи новин).

      Саме  так спочатку називалася мережа, що дозволяла користувачу ввійти на машину, де розміщувалася інформація і вибрати звідти всі потрібні йому матеріали. Вже на початковому  етапі розвитку кількість користувачів мережі USEnet щорічно потроювалася.

      До 1983 року кількість вузлів мережі досягла 600, а в 1985 році добовий трафік мережі склав більше мегабайта інформації. Сьогодні USEnet нараховує більше 15000 конференцій, сумарний обсяг яких дорівнює декільком десяткам мегабайт у день.

      Наприкінці 80-х років Радянський Союз підключився  до мережі APRAnet.

      У 1990 році мережа APRAnet перестала існувати і на її місці виник Інтернет. Він уможливив вільний обмін  інформацією, незважаючи на відстані і  державні межі. Проте, напочатках його ресурси були доступні лише за допомогою програмного забезпечення, орієнтованого виключно на пересилку файлів і неформатованого тексту. Зрештою фізики Тім Бернерс-Лі (Tim Berners-Lee) і Роберт Кайо (Robert Cailiau) із Женевського ЦЕРНа (CERN) вирішили розробити інфраструктуру, що дозволить обмінюватися результатами досліджень через Інтернет у вигляді звичного відформатованого й ілюстрованого тексту, що включає посилання на інші публікації. Так було започатковано World Wide Web (WWW) — Всесвітню інформаційну павутину, яка на сучасному етапі охопила своїми мережами практично весь комп'ютерний світ і зробила Інтернет доступним і привабливим для мільйонів користувачів.

      Що  ж являє собою сьогодні глобальна  мережа Інтернет?

      Сьогодні Інтернет — це об'єднання великої кількості мереж. Кожна мережа складається з десятків і сотень серверів. Сервери сполучені між собою різноманітними лініями зв'язку: кабельними, наземним радіозв'язком, супутниковим радіозв'язком. До кожного серверу підключається велика кількість комп'ютерів і локальних комп'ютерних мереж, що є клієнтами мережі. Клієнти можуть з'єднуватися із сервером не тільки прямими лініями, але і завдяки звичайним телефонним каналам.

      У кінці 1997 року мережа Інтернет об'єднала 160 тисяч глобальних мереж із 235 країн світу. Кількість Інтернет-серверів досягла 19,5 мільйонів, з них 1,27 мільйона WEB-серверів; кількість клієнтських комп'ютерів, що підключаються до Інтернет через телефонні лінії взагалі не піддається підрахунку.

      Серед переваг програми TCP/IP — її вкрай децентралізована система. Ні уряд, ні монопольні корпорації не контролюють її роботу. З'єднання з Інтернетом також не вимагає офіційного дозволу. Інтернет розвивається так швидко, що його ріст виміряється у відсотках на місяць. 
 

 

       2. Задача

      2.1 Вибір та обґрунтування типу й архітектури мережі

      Тип мережі обираємо за допомогою анкетного  методу.

      1. Яку кількість користувачів обслуговує ваша мережа?

      1-10   _______Однорангова;

      10+        V        На основі сервера.

      2. Чи є у Вашій мережі ресурси або дані, доступ до яких необхідно обмежити або контролювати?

      Так____V__     На основі сервера;

      Немає________Однорангова.

      3. Чи повинен Ваш комп'ютер працювати в основному як:

      Клієнт__V____ На основі сервера;

      Сервер і клієнт______Однорангова.

      4. Чи можуть користувачі у Вашій мережі самостійно займатися мережевим адмініструванням?

      Так________Однорангова;

      Ні____V___На основі сервера.

      5. Потрібний Вашій мережі розвинений захист даних?

      Так__V__ На основі сервера;

      Ні_________ Однорангова.

      6. Чи можете Ви віддавати в спільне використання ресурси й розробляти політику захисту свого комп'ютера?

      Так_______  Однорангова;

      Ні  __V____ На основі сервера.

      7.Чи використовуються у Вашій мережі центральні сервери?

      Так_V___На основі сервера;

      Ні_________Однорангова.

      8. Чи є у Вашій мережі головний адміністратор, що керує всією мережевою політикою?

      Так_____На основі сервера;

      Ні_V_ Однорангова

      9. Чи має Ваша мережа більше одного сервера?

      Так__V__ На основі сервера

      Відповівши  на основні питання, підрахували  кількість оцінок на користь того або іншого типу мережі.

      У результаті вирішено зупинитися на типі мережі на основі сервера. Реалізуємо мережу на базі технології Fast Ethernet. Вибір даної технології, а не звичайної Ethernet, обумовлений наступним:

      ■    довжина зв'язків між двома сусідніми вузлами може бути до 150 м;

      ■    на об'єкті спостерігається збільшення обсягів робіт, а забезпечення надійності роботи при великому документообігу (складання інформаційних документів) може зажадати швидкостей до 100 Мбіт/сек. 

      2.2 Вибір і обґрунтування вибору середовища передачі даних 

      Для пересилання з одного комп'ютера на інший сигнал повинен бути фізично переданий з одного місця в інше. Фізичний шлях, по якому передасться сигнал і визначається існуючим середовищем передачі. На цей час у комп'ютерних мережах застосовується два типи середовищ передачі: кабельна система передачі і бездротова система передачі.

      Найбільш  широко використовуються на цей час  кабельні середовища передачі даних  представлені кабелями типів: кручена  пара і оптичний.

      Кручена пара являє собою кабель, що складається  із двох мідних провідників захищених  пластиковою ізоляцією й звитих між собою. Звиті провідники зовні  захищаються ще одним шаром ізоляції. Звивання провідників зменшує перекручування корисного сигналу, пов'язане з передачею електричного струму по провіднику.

      З погляду фізики процес такого перекручування називається "інтерференцією сигналів", або в побуті - "взаємне наведення  сигналів", або "перехресні перешкоди" (Crosstallk).

      Розрізняють наступні варіації кабелів типу "кручена пара": екранована кручена пара (STP) й неекранована кручена пара (UTP). При виробництві екранованої кручений пари, перевиті між собою провідники, зовні оточуються додатковою металевою оболонкою - екраном. Ця додаткова оболонка забезпечує захист корисного сигналу від зовнішніх електромагнітних перешкод.

      Вита  пара (скручена пара) (twister pair) (рис. 1) - це два взаємно ізольованих провідники, які звиті між собою. Скрутка збільшує провідність та зменшує вплив електромагнітних дій, які впливають на інформацію, що передається. 

Рис. 1. Неекранована та екранована виті пари 
 

      На  даний момент виробники пропонують численні різновиди витої пари - кабельної проводки UTP (unscreened Twister pair - неекранованої витої пари) від базової Категорії 3 до поки що нестандартної Категорії 6. UTP складається з декількох (від 2 до 25) неекранованих витих пар, поміщених у загальну оболонку. Тобто виті пари кабелю не мають індивідуального екранування. Найбільшою популярністю користується 4-парна проводка.

      Вита  пара дозволяє передавати інформацію зі швидкістю 10-100 Мбіт/с, легко нарощується, проте є перешкодонезахищеною. Довжина  кабеля не може перевищувати 1 000 м при  швидкості передачі 1 Мбіт/с.

      Перевагами  є низька ціна і безпроблемна установка.

      * UTP - unscreened Twister pair (неекранована вита  пара)

      Специфікація 10 BaseT.

      Максимальна довжина сегмента 100 м (328 футів).

      Стандарт - Electronic Industrial Association and the Telecommunication Industrial Association (EIA/ TLA) 568 Commercial Building Wiring Standart.

      Категорія І. Телефонний кабель для передачі голосу. Традиційно до 1983 року.

      Категорія 2. Складається з 4 витих пар. Швидкість  передачі 4 Мбіт/с.

      Категорія 3. Складається з 4 витих пар з 9 витками на 1 метр. Швидкість передачі - до 10 Мбіт/с.

      Категорія 4. Складається з 4 витих пар. Швидкість  передачі - до 16 Мбіт/с.

      Категорія 5. Складається з 4 витих пар мідного  проводу. Швидкість передачі - до 100 Мбіт/с.

      Нині  розглядаються стандарти для  категорій 6 та 7.

      Однією  з проблем для всіх типів кабелю є перехресні впливи.

      Неекранована  кручена пара не мас додаткового  зовнішнього металевого екрана. Цей  тип крученої пари є більш популярним через свою поширеність і простоту монтажу.

      Для з'єднання кабелів на основі неекранованої крученої пари використовуються рознімання типу RJ-45. 

      

Рис. 2. Рознімання типу RJ-45. 

      У нашому випадку можна використовувати  кабель типу неекранована кручена пара (UTP).