Historia, struktura Internetu

Historia, struktura Internetu

Co to jest internet ?

Postęp w komputeryzacji i telekomunikacji dokonuje się tak szybko, że trudno dziś je rozdzielić. Globalne sieci telekomunikacyjne umożliwiają współpracę komputerów na całym świecie. O „infostradzie ” coraz częściej mówi się „cyberprzestrzeń”. Praca „na komputerze” określana dotychczas jako Personal Computing (PC) zmienia się w Personal Computing & Communication (PC&C).

Internet to bardzo szerokie pojęcie – to superinfostrada. Dodać należy jeszcze: szybka, międzynarodowa skrzynka pocztowa, biblioteka plików, zbiór BBS-ów, grupy dyskusyjne, konferencje, olbrzymia baza danych.

Internet jest największym systemem komputerowym na świecie. Stanowi olbrzymią sieć sieci, ogarniającą cały świat, bezustannie ewoluującą i przekształcającą się. Internet dostępny jest dla każdego, kto dysponuje modemem, linią telefoniczną, komputerem i odpowiednim połączeniem z tą siecią. Zawiera nieograniczone źródło danych, do którego dostęp jest umożliwiony w każdym miejscu i czasie.

Historia Internetu.

Burzliwy rozwój Internetu, u osób niezorientowanych może wywołać wrażenie, iż sieć ta jest wynalazkiem bardzo świeżej daty. Tymczasem historia Internetu sięga już ponad ćwierć wieku wstecz. Zaczyna się ona 1 września 1969 roku, kiedy to w Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles (UCLA), a wkrótce potem w trzech, następnych uniwersytetach, zainstalowano w ramach eksperymentu finansowanego przez ARPA (Advanced Research Project Agency, zajmującą się koordynowaniem badań naukowych na potrzeby wojska) pierwsze węzły sieci ARPANET – bezpośredniego przodka dzisiejszego Internetu. Eksperyment miał zbadać możliwość zbudowania sieci komputerowej bez wyróżnionego punktu centralnego, która mogłaby funkcjonować nawet pomimo uszkodzenia pewnej jej części. Wszystkie istniejące do tej pory sieci zarządzane były przez jeden główny komputer, którego awaria pozbawiała możliwości pracy całą sieć. Sieć taka nie nadawała się do dowodzenia armią podczas wojny, gdyż taki główny węzeł sieci byłby oczywiście pierwszym celem ataku przeciwnika. Postanowiono więc wypróbować zaproponowaną kilka lat wcześniej przez RAND Corporation (kolejną instytucję związaną z badaniami wojskowymi) koncepcję sieci rozproszonej.

W ciągu dwu następnych lat sieć była rozbudowywana, w pracach nad nią brała udział coraz większa liczba naukowców z różnych ośrodków. Trzeba było opracować konkretne aplikacje, umożliwiające wykorzystanie możliwości komunikacyjnych dawanych przez sieć; jednym z pierwszych zastosowań było zdalne wykonywanie obliczeń na komputerach dużej mocy znajdujących się w innych ośrodkach. Pod koniec 1971 roku stworzony został pierwszy program poczty elektronicznej, działający w sieci ARPANET i pracujący przy niej naukowcy zaczęli odkrywać zalety tego sposobu komunikacji – nie tylko do przesyłania służbowych notatek i raportów, lecz także zupełnie prywatnej korespondencji; zaczęły tworzyć się zalążki „społeczności sieciowej”.

W październiku 1972 roku w ramach odbywającej się w Waszyngtonie międzynarodowej na temat łączności komputerowej miała miejsce pierwsza publiczna prezentacja działania ARPANET`u. Okazała się ona ogromnym sukcesem: obecni na konferencji naukowcy żywo zainteresowali się siecią i możliwością współpracy przy jej rozwijaniu. Jeszcze w trakcie konferencji zdecydowano o utworzeniu Międzynarodowej Grupy Roboczej do spraw Sieci (International Network Working Group). Tym samym do prac nad siecią włączono także naukowców spoza USA, a w roku następnym do ARPANET`u przyłączono, specjalnymi łączami satelitarnymi, dwa pierwsze węzły zagraniczne: jeden w Wielkiej Brytanii, a drugi w Norwegii. ARPANET stał się siecią międzynarodową.

W miarę przyłączania do sieci kolejnych ośrodków i rozwoju kolejnych aplikacji (w 1972 opracowano ostateczną; stosowaną do dziś specyfikację protokołu telnet, w 1973 – FTP, a w 1977 – poczty elektronicznej) okazało się, że nie tylko w pełni zrealizowano cel eksperymentu, ale również przy okazji stworzono bardzo sprawne narzędzie komunikowania się naukowców ze sobą. W 1975 roku kierownictwo ARPA zdecydowało o zmianie statusu sieci ARPANET z eksperymentalnej na użytkową i przekazało sieć pod zarząd Wojskowej Agencji Łączności (Defense Communications Agency -DCA). Nie oznaczało to jednak bynajmniej, że prace nad rozwojem sieci zostały zaniechane. W szczególności stało się jasne, że w rozrastającej się sieci stosowany początkowo protokół komunikacyjny o nazwie NCP (Network Control Protokol) nie zdaje egzaminu i musie być zastąpiony nowym, nad którym intensywnie pracowano.

Istotną cenzurę w historii sieci stanowi rok 1983. W roku tym wydarzyło się szereg istotnych zmian. Po pierwsze wszystkie komputery w sieci ARPANET przeszły na stosowanie w miejsce NCP gotowego już od kilku lat nowego zestawu protokołów sieciowych, określanego skrótem TCP/IP ( Transmission Control Protokol / Internet Protokol ), stanowiącego podstawę dzisiejszej sieci. Po drugie, w tym samym roku nastąpił rozpad ARPANET`u na dwie części. W poprzednich latach chęć podłączenia się do ARPANET`u, sieci z założenia wojskowej, zaczęło zgłaszać coraz więcej cywilnych uniwersytetów i instytutów naukowych, luźno tylko związanych z badaniami wojskowymi. W pewnym momencie okazało się, że jest ich już zbyt dużo, zdecydowano więc o rozdzieleniu sieci na dwie części: ściśle wojskową, która przybrała nazwę MILNET, i nowy, mniejszy, „cywilny” ARPANET. Wtedy też zaczął być powszechnie używany od nazwy protokołu IP termin Internet, którym określano obie te sieci połączone razem. W latach następnych nazwa ta zaczęła wypierać określenie ARPANET, jako że wobec powstawania i łączenia się coraz to nowych sieci opartych na protokole TCP/IP – zwłaszcza uruchomionego w 1986 r. NSFNET`u – znaczenie „oryginalnego” ARPANET`u powoli, acz systematycznie malało (ostateczna likwidacja sieci ARPANET nastąpiła w 1990 r.) Po trzecie wreszcie, w tymże roku 1983 pojawiła się wersja systemu UNIX, opracowana na Uniwersytecie Berkley, zawierająca wbudowaną implementację protokołów TCP/IP. Przed licznymi na uniwersytetach komputerami typu stacja robocza, wyposażonymi w tę właśnie odmianę unix`a, otworzyła się zatem możliwość bezpośredniego podłączenia do Internetu. Z Internetem zaczęto łączyć już nie pojedyncze komputery, lecz całe uczelniane sieci lokalne. Wojsko nie miało ochoty utrzymywać rozrastającego się w szybkim tempie cywilnego Internetu i w roku następnym został on przekazany pod zarząd Narodowego Funduszu Nauki (National Science Foundation). Instytucja ta poczyniła wielkie zasługi dla rozwoju sieci, między innymi poprzez zfinansowanie budowy nowego, szybkiego tzw. rdzenia (backbone) Internetu, łączącego główne gałęzie sieci USA – wspomnianego NSFNET,u. NSFNET zapewnił dostęp do Internetu wielkiej liczbie instytucji naukowych i badawczych tak w USA, jak i na całym świecie (Polska dołączyła się do Internetu w 1991 r.), był jednak siecią ściśle naukową, w której zabroniona była wszelka działalność komercyjna. Zapotrzebowanie na dostęp do Internetu narastało jednak także ze strony firm komercyjnych. Aby wyjść mu na przeciw, zaczęły powstawać niezależne od NSFNET`u komercyjne sieci szkieletowe, jak np. AlterNet, i pojawili się komercyjni providerzy Internetu, u których za niezbyt wygórowaną sumę każda firma bądź osoba prywatna mogła uzyskać dostęp do sieci. W 1995 roku rząd USA zdecydował, że dalsze utrzymywanie sztucznego rozdziału sieci „naukowej” od „komercyjnej” nie ma sensu i zdecydował się na całkowitą „prywatyzację” Internetu. NSFNET został formalnie zlikwidowany, a poszczególne fragmenty jego rdzenia przypadły pięciu komercyjnym operatorom. A to jest już czas teraźniejszy Internetu – największej i najszybciej rozwijającej się sieci komputerowej świata, liczącej sobie w lipcu 1998 r. około 30 milionów komputerów.

Struktura Internetu

Współczesny Internet jest siecią sieci. Zbudowany jest na zasadzie łączenia ze sobą poszczególnych sieci lokalnych. Wyobrazić sobie należy instytucję, w której znajduje się kilka sieci lokalnych. Mogą to być popularne „pecetowi” sieci lokalne typu Novell Netware. Sieci te łączy się ze sobą (za pomocą routerów), tworząc sieć uczelnianą. Takie sieci uczelniane mogą następnie być przyłączone do sieci miejskiej, łączącej sieci lokalne poszczególnych instytucji, ta zaś sieć miejska do tzw. krajowej sieci szkieletowej – zwykle jednej z kilku – łączącej poszczególne sieci miejskie na obszarze kraju. Największe jednostki, z jakich zbudowany jest Internet, to Autonomiczne Systemy (AS-y), zwykle pokrywające się ze wspomnianymi sieciami krajowymi; układ połączeń między nimi tworzy tzw. rdzeń Internetu.

Taka właśnie budowa Internetu umożliwia jego dynamiczny rozwój. Przyłączenie nowego odcinka sieci jest bowiem przy takiej topologii bardzo proste i wymaga uzgodnień w zasadzie jedynie z osobami zarządzającymi bezpośrednio podsiecią, do której zamierzamy się dołączyć. Podłączanie i odłączanie nowych podsieci nie wpływa na działanie pozostałych fragmentów Internetu, ani nie wymaga żadnych zmian znajdujących się w odległych podsieciach.

Routing

Routery, łączące poszczególne podsieci, są jednymi z najważniejszych urządzeń w Internecie. To one właśnie wytyczają drogę (ang. route – droga, trasa) pakietów danych między sieciami, zapewniając możliwość połączenia się ze sobą dowolnych komputerów, niezależnie od ich fizycznej lokalizacji. Router posiada co najmniej dwa przyłącza sieciowe (każde o innym adresie IP), podłączone do różnych sieci; jego zadaniem jest skierowanie danych we właściwą stronę na podstawie adresu docelowego.

Jeżeli komputer o adresie np. 149.156.24.10 wysyła pakiet danych do komputera w tej samej podsieci (np. 149.156.24.15), pakiet ten może być przekazany bezpośrednio – router nie bierze w tym procesie udziału, gdyż pakiety nie wychodzą poza lokalna podsieć (i nie powodują obciążenia reszty Internetu…). Jeżeli jednak zechcemy się połączyć z komputerem z poza swojej podsieci (np. 148.81.18.1), wówczas dane przekazywane są do routera, a poprzez niego do następnej sieci, gdzie – o ile pakiet nie jest adresowany do komputera w tej właśnie sieci – zajmie się nim kolejny router.

Router’y „wiedzą”, przez który router wiedzie droga do jakich sieci (istnieje wiele metod, aby je tego „nauczyć”), stąd też w przypadku, gdy dana sieć ma połączenie z kilkoma innymi (zawiera kilka routerów), wybierany jest router najbardziej odpowiedni dla docelowej sieci. Routery potrafią jednak same zmieniać trasę przesyłania pakietów i tworzyć tzw. drogi obejściowe w przypadku np. awarii połączenia – jest to właśnie ta zasadnicza koncepcja, która legła u podstaw ARPANET’u, a później Internetu. Trzy sieci A,B i C połączone są ze sobą na zasadzie każda z każdą. W normalnej sytuacji pakiety wysyłane z sieci A do sieci B przekazywane są połączeniem bezpośrednim poprzez routery R1 i R3. Jeżeli jednak bezpośrednie połączenie między sieciami A i B ulegnie przerwaniu, pakiety zostaną automatycznie skierowane obejściową trasą poprzez sieć C (routery R2-R6-R5-R4) – może to nawet nie zostać zauważone przez użytkowników.

Adresy domenowe.

Adresy IP są niezbędne oprogramowaniu sieciowemu do przesyłania pakietów danych, posługiwanie się nimi jest jednak bardzo niewygodne dla użytkownika. Dlatego obok adresów IP wprowadzono adresy symboliczne albo domenowe. Nie każdy komputer musi mieć taki adres; adresy symboliczne z reguły przypisywane są tylko komputerom udostępniającym w Internecie jakieś usługi, czyli będącym tzw. serwerami. Umożliwia to użytkownikom chcącym z nich skorzystać łatwiejsze wskazanie konkretnego serwera. Komputery będące tylko klientami, to znaczy tylko korzystające z zasobów informacyjnych serwerów (np. zwykłe domowe PC) mogą adresów symbolicznych nie mieć, gdyż nikt „z zewnątrz” nie będzie z nich korzystał. Specjalny rodzaj adresów symbolicznych wykorzystywany jest również w przypadku komputerów nie przyłączonych bezpośrednio do Internetu, lecz do innych sieci mających możliwość wymiany poczty z Internetem. Komputery te nie mają adresów IP, jednakże adresy symboliczne umożliwiają zaadresowanie poczty do takiego komputera.

Adres symboliczny zapisany jest w postaci ciągu nazw, tzw. domen, które rozdzielone są kropkami podobnie jak w przypadku adresu IP. Poszczególne części adresu domenowego nie mają jednak żadnego związku z poszczególnymi fragmentami adresu IP, chociażby ze względu na fakt, że o ile adres IP składa się zawsze z czterech części, o tyle adres domenowy może ich mieć różną liczbę – od dwóch do sześciu czy nawet siedmiu.

Odwrotnie niż adres IP, adres domenowy czyta się od tyłu. Ostatni jego fragment tzw. domena najwyższego poziomu (top-level domain), jest z reguły dwuliterowym oznaczeniem kraju (np. pl, fi). Jedynie w USA dopuszcza się istnienie adresów bez oznaczenia kraju na końcu (biorąc pod uwagę, że sieć Internet powstała właśnie tam, i początkowo nie przewidywano tak wielkiego jej rozwoju w innych krajach, jest to oczywiste). Zamiast kraju, domena najwyższego poziomu opisuje „branżową” przynależność instytucji, do której należy dany komputer. Może to być .com – oznaczające firmy komercyjne, .edu – instytucje naukowe i edukacyjne, .gov – instytucje rządowe, .mil – wojskowe, .org – wszelkie organizacje społeczne i inne instytucje typu non-profit.

Następną częścią adresu po domenie „branżowej” lub „geograficznej” jest domena określająca bezpośrednio instutucję – na ogół jej nazwa lub skrót nazwy. Należy zwrócić uwagę na komputer o adresie ftp.microsoft.com zwyczajowo komputery na których znajdują się serwery takich usług jak anonimowe FTP, news, gopher, WWW itd., wyróżniane są charakterystyczną nazwą, odpowiadającą nazwie usługi, aby łatwiej było je odnaleźć. W istocie wszystkie te adresy mogą oznaczać jeden i ten sam komputer, ponieważ możliwe jest przypisanie do tego samego adresu IP kilku adresów symbolicznych, tzw. aliasów.

DNS

Korzystanie z adresów domenowych jest łatwiejsze dla ludzi, ale oprogramowanie sieciowe „rozumie” jedynie adresy IP. Potrzebny jest zatem jakiś sposób „tłumaczenia” adresów symbolicznych na adresy IP. Jako że ich wzajemne przyporządkowanie jest czysto umowne, „tłumaczenie” to może się odbywać tylko na podstawie jakiejś „tabeli”, przechowującej informacje o tym jakiej nazwie symbolicznej odpowiada jaki adres IP. Ze względu na rozmiary sieci Internet oczywiście niemożliwe jest przechowywanie takiej „tabeli” przez jakikolwiek pojedynczy komputer w sieci, dlatego zastosowano rozwiązanie rozproszone. W każdej domenie istniejącej w Internecie jest jeden wyróżniony komputer – tzw. serwer nazw (Domain Name Server – DNS), przechowujący wykaz adresów komputerów ze swojej domeny, czasami ewentualnie także sąsiednich domen nie mających własnych serwerów nazw. Każda domena wyższego poziomu również ma swój serwer nazw, pamiętający adresy serwerów nazw poszczególnych „poddomen” w obrębie tej domeny (aby zatem utworzyć nową domenę trzeba ją zarejestrować w serwerze nazw domeny nadrzędnej). Na najwyższym poziomie tej hierarchii znajdują się tzw. główne serwery nazw (Root Name Servers) – dla większej sprawności działania jest ich kilka – zawierające informacje o adresach serwerów nazw domen najwyższego poziomu w Internecie (.com, .edu, .pl). Każdy serwer nazw musi znać adresy serwerów głównych, zaś adres IP jego samego musi być znany wszystkim komputerom obsługiwanym przezeń domenie.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *