КОНТРОЛЬНА РОБОТА

з дисципліни “Комп’ютерні мережі і техніка”

Завдання

Глобальна мережа Інтернет. Історія розвитку.

Протокол ТСР/ІР

1. Глобальна мережа Інтернет. Історія розвитку

Непрямим поштовхом створення Інтернет став запуск Радянським Союзом у
1957 році першого штучного супутника Землі. На той час уже почалася
Холодна війна і Сполучені Штати, розуміючи, що супутник — це ще не
вершина радянських наукових досліджень у військовій галузі, побачили для
себе загрозу використання ракет СРСР як ядерної зброї. У цьому ж 1957
році при департаменті оборони США було створене Агентство дослідницьких
проектів особливої складності — ARPA. Одним із напрямків роботи
Агентства стало створення комп’ютерних технологій для військових цілей,
зокрема для зв’язку.

Перед американськими ученими Пентагон поставив нелегке завдання:
створити комп’ютерну мережу, якою могли б користуватися військові при
ядерному нападі на країну. Мережа повинна була використовуватися для
здійснення зв’язку між командними пунктами системи оборони. Головним
критерієм при створенні мережі вважалась її невразливість до часткової
руйнації під час ядерної атаки. Навіть при руйнації деяких гілок і
вузлів, повідомлення повинні були потрапляти до адресата.

Єдиним способом формування такої комп’ютерної мережі було особливе
з’єднання комп’ютерів, при якому комунікація не залежала б від
якого-небудь центрального сервера. При втраті одного, декілька чи навіть
більшої частин комп’ютерів, підсистеми повинні були продовжувати
працювати, забезпечуючи можливість удару у відповідь.

Замовники вказували, що кожен будинок має систему електропроводки, при
якій одна перегоріла лампочка не впливає на роботу інших. Для виконання
цієї умови Поль Берен використав теорію пакетної пересилки файлів,
висунуту Леонардом Клейнроком у 1961 році. Саме тоді Леонард Кейнрок
опублікував статті з викладом пакетної пересилки інформації (packet
switching theory).

У 1962 році він запропонував концепцію, що базується на двох основних
ідеях:

відсутність центрального комп’ютера — усі комп’ютери мережі рівноправні;

пакетний засіб передачі файлів по мережі.

Ще одним теоретичним джерелом створення мережі стала концепція
«Галактичної мережі» Джозефа Ліклайдера. Відповідно до цієї концепції за
допомогою мережі будь-яка людина з будь-якої точки Землі може одержувати
інформацію й обмінюватися файлами з будь-якою іншою людиною. Нині ця
концепція втілена у сучасній мережі Інтернет.

У 1962 році Управління перспективних досліджень APRA, одне з підрозділів
Міністерства оборони США, завершило роботу над проектом, що повинний
був, з одного боку, призвести до створення каналів, що не піддаються
руйнації зв’язку, а з іншого боку — полегшити співробітництво між
розкиданими у всіх штатах дослідницькими організаціями оборонної
промисловості. У рамках Агентства ARPA розпочали роботи з комп’ютерними
проектами. Керував комп’ютерними програми Джозеф Ліклайдер.

Леонард Кейнрок вважає, що перший значний крок у створенні Інтернету був
зроблений 2 вересня 1969 року в Каліфорнійському університеті, де він
разом зі своєю командою успішно з’єднав комп’ютер з маршрутизатором
(мережний пристрій передачі даних), відомим за назвою Interphase Message
Processor, розміром з холодильник. Перша спроба з’єднати два комп’ютери
в мережу закінчилася невдачею. В інтерв’ю агентству Рейтер Леонард
Клейнрок описав це в такий спосіб: 20 жовтня 1969 року група
компьютерщиків Каліфорнійського університету (КУ) вирішила з’єднати свій
комп’ютер з комп’ютером у Стенфордського дослідницького інституту (СДІ)
на півночі Каліфорнії. Один учений сидів за комп’ютером у КУ і розмовляв
по телефону з ученим зі СДІ. Коли відбулося з’єднання, перший повинний
був написати слово «log», а фахівець у СДІ у відповідь повинний був
написати «in», у результаті чого мало утворитися слово «login»
(процедура ідентифікації користувача при підключенні до комп’ютера по
лінії зв’язку). Науковець у КУ написав «l» і запитав по телефону колегу
в Стенфорді, чи той одержав букву. Відповідь була позитивний. Успішно
передалася буква «o». А далі з’єднання обірвалося і більше нічого не
вдалося передати. Проте початок був покладений. Спочатку мережа
допомагала вченим користатися інформацією, що знаходиться в комп’ютерах
колег в інших центрах.

У 1966 році було почате створення комп’ютерної мережі Арпанет. У жовтні
1967 року англійський учений Дональд Девіс, що досліджував питання
пакетної пересилки файлів, уперше застосував термін «пакет».

У жовтні 1967 року для створення Арпанет вирішено використовувати
концепції П. Берена і Дж. Ліклайдера.

В основу проекту були покладені три основні ідеї:

— кожний вузол мережі сполучений з іншими, так що існує декілька
різноманітних шляхів передачі даних від вузла до вузла;

— усі вузли і зв’язки розглядаються як ненадійні — існують автоматично
обновлювані таблиці перенаправлення пакетів;

— пакет, призначений для несусіднього вузла, відправляється на
найближчий до нього вузол, відповідно до таблиці перенаправлення
пакетів, при недоступності цього вузла — на наступний і т.д.

Суть ідеї П. Берена полягає в тому, що файл, що потрібно передати по
мережі, розбивається на декілька частин — пакетів. Кожен пакет
передається незалежно від інших. На кінцевому пункті в комп’ютері всі
пакети збираються в один файл. Оскільки пакети передаються незалежно, то
кожен пакет може дійти до кінцевого комп’ютера своїм власним шляхом.

Щоб мережа, що складається з рівноправних комп’ютерів, працювала,
кожному комп’ютеру присвоюється ім’я, і в кожен комп’ютер записується
таблиця імен усіх комп’ютерів мережі і таблиця з’єднань. Завдяки цим
даним кожен комп’ютер «знає», яким шляхом направити пакет. Спочатку
перевіряється найкоротший шлях, якщо він зайнятий або зруйнований, то
перевіряється наступний найкоротший шлях і т.д. Після того, як пакети
потраплять на комп’ютер-отримувач, перевіряється наявність усіх пакетів,
що складають файл. Якщо якогось пакета не вистачає, комп’ютер надсилає
запит на комп’ютер-відправник і повідомляє, який пакет відсутній.
Потрібний пакет наново посилається адресату. Усі правила кодування і
пересилки файлів записуються в мережному протоколі.

Ці ідеї повинні забезпечити функціонування мережі у випадку руйнації
будь-якої кількості її компонентів. У принципі, мережу можна вважати
працездатною навіть у випадку, коли залишається функціонувати усього два
комп’ютери. Крім того створена за таким принципом система не мала
централізованого вузла управління, і отже безболісно могла змінювати
свою конфігурацію.

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.

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.

2. Протокол ТСР/ІР

Протоколи TCP/IP були розроблені, а потім пройшли довгий шлях
удосконалень для забезпечення вимог феномена ХХ століття – глобальної
мережі Internet. Протоколи TCP/IP використовуються практично в
будь-якому комунікаційному середовищі, від локальних мереж на базі
технології Internet, до надшвидкісних мереж АТМ, від телефонних каналів
точка – точка до трансатлантичних ліній зв’язку з пропускною здатністю в
сотні мегабіт у секунду. У назві сімейства присутні імена двох
протоколів – TCP і IP.

У 1969 році Агентство Досліджень DAPRA Міністерства Оборони США
початок фінансування проекту по створенню експериментальної мережі
комутації пакетів. Ця мережа, названа APRANET, була побудована для
забезпечення надійного зв’язку між комп’ютерним устаткуванням різних
виробників. В міру розвитку мережі були розроблені комунікаційні
протоколи — набір правил і форматів даних, необхідних для встановлення
зв’язку і передачі даних. Так з’явилося сімейство протоколів TCP/IP.

У 1983 році TCP/IP був стандартизований ( MIL STD ) , у тім же час
агентство DAPRA початок фінансування проекту Каліфорнійського
університету в Берклі по підтримці TCP/IP в операційній системі UNIX.

TCP/IP — це установка протоколів, використовуваних для зв’язку
комп’ютерних мереж і маршрутизації руху інформації між великою
кількістю різних комп’ютерів. «TCP» означає «Протокол контролю
передачі», а «IP» означає «Протокол міжмережевої взаємодії».
Протоколи стандартизовані описаними припустимими форматами,
обробкою помилок, передачею повідомлень і стандартами
зв’язку. Комп’ютерні системи, що підкоряються протоколам зв’язку, таким
як TCP/IP, можуть використовувати загальну мову. Це дозволяє їм
передавати повідомлення безпомилково до потрібних одержувачів, не
дивлячись на великі розходження в апаратурі і програмному
забезпеченні різних машин. Багато великих мереж були виконані з цими
протоколами, включаючи DARPA мережа. Різноманітні університети,
установи і комп’ютерні фірми зв’язані в глобальну мережу, яка
випливає протоколам TCP/IP. Тисячі індивідуальних машин приєднані до
глобальної мережі. Будь-яка машина глобальної мережі може
взаємодіяти з будь-якою іншою (термін «глобальна мережа»
звичайно використовується для назви дії об’єднання двох чи
більше локальних мереж. У результаті виходить мережа в мережі
«internet»). Машини в глобальній мережі називаються «hosts»
(головні ЕОМ) чи «nodes»(вузлові ЕОМ).

TCP/IP забезпечує базу для багатьох корисних засобів, включаючи
електронну пошту, передачу файлів і дистанційну реєстрацію.
Електронна пошта призначена для передачі коротких текстових файлів.
Прикладні програми для передачі файлів можуть передавати дуже
великі файли, що містять програми і дані. Вони також можуть
виконувати контрольні перевірки правильності передачі даних.
Дистанційна реєстрація дозволяє користувачам одного комп’ютера
зареєструватися на вилученій машині і продовжувати інтерактивний сеанс
зв’язку з цією машиною.

Протоколи TCP/IP широко застосовуються в усьому світі для об’єднання
комп’ютерів у мережу Internet. Архітектура протоколів TCP/IP призначена
для об’єднаної мережі, що складає з з’єднаних один з одним шлюзами
окремих різнорідних комп’ютерних підмереж. Ієрархію керування в TCP/IP –
мережах звичайно представляють у виді пятирівневої моделі, приведеної на
малюнку.

Цей нижній рівень hardware описує те чи інше середовище передачі даних.

На рівні network interface (мережний інтерфейс) лежить апаратно-залежне
програмне забезпечення, що реалізує поширення інформації на тому чи
іншому відрізку середовища передачі даних. Відзначимо, що TCP/IP,
споконвічно орієнтований на незалежність від середовища передачі, ніяких
обмежень від себе на програмне забезпечення цих двох рівнів не накладає.
Поняття “середовище передачі даних” і “програмне забезпечення мережного
інтерфейсу” можуть на практиці мати різні по складності і
функціональності наповнення – це можуть бути і просто модемну
двохточкову ланку, і яка представляє складну багатовузлову комунікаційну
структуру мережа Х.25 чи Frame Relay.

Рівень internet (міжмережевий) представлений протоколом IP. Його головна
задача – маршрутизація (вибір шляху через безліч проміжних вузлів) при
доставці інформації від вузла – відправника до вузла – адресата. Друга
важлива задача протоколу IP – приховання апаратно –програмних
особливостей середовища передачі даних і надання вищележачим рівням
єдиного інтерфейсу для доставки інформації. Досягається при цьому
канальна незалежність і забезпечує багатоплатформенне застосування
додатків, що працюють над TCP/IP.

Протокол IP не забезпечує транспортну службу в тім змісті, що не
гарантує доставку пакетів, збереження порядку і цілісності потоку
пакетів і не розрізняє логічні об’єкти (процеси), щопороджують потік
інформації. Це задачі інших протоколів — TCP/IP і UDP, щовідносяться до
наступного transport (транспортному) рівню.TCP і UDP реалізують різні
режими доставки даних.TCP, як говорять ,- протокол із установленням
з’єднання. Це означає ,що два вузли , щозв’язуються за допомогою
цього протоколу ,”домовляються” про те,що будуть обмінюватися потоком
даних, і приймають деякі угоди про керування цим потоком. UDP (як і IP)
є дейтаграмним протоколом, тобто таким, що кожен блок переданої
інформації обробляється і поширюється від вузла до вузла не як частина
деякого потоку, а як незалежна одиниця інформації – дейтаграма.

Вище – на рівні application (прикладному) — лежать прикладні задачі,
такі як обмін файлами, повідомленнями електронної пошти, термінальний
доступ до вилучених серверів.

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.

Використана література:

Бартків А.Б. та ін. Мережа Інтернет: сьогодні і вчора. -К.: Вища школа,
1996.

Джонс Ж., Харроу К. Интернет – река жизни. – М., 1999.

PAGE

PAGE 10

Похожие записи