Спосбы подключения к сети Интернет
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1.ПОНЯТИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ ИНТЕРНЕТА 5
1.1 Понятие Интернет 5
1.2 История создания Интернет 6
1.3 Адресация в Интернет 12
2. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДОСТУПА В ИНТЕРНЕТ. 19
2.1 Технологии доступа в Интернет 19
2.2 Витая пара телефонных проводов 22
2.3 Оптико–волоконные системы доступа 25
2.4 Беспроводные системы 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 34
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 35
ВВЕДЕНИЕ
Рано или поздно каждый обладатель домашнего компьютера задумывается о его подключении к сети Интернет. Ради общения с другими людьми, скачивания необходимой информации и так далее. В этот момент перед пользователем встаёт вопрос – какой способ подключения к сети Интернет выбрать? Если всего несколько лет назад у подавляющего большинства пользователей Сети в России фактически не оставалось иного выбора, кроме как использовать модемное соединение (dial-up), то сейчас ситуация на рынке услуг сильно изменилась. Появилось множество других различных способов подключения к сети Интернет. И в данной работе мы рассмотрим наиболее популярные из них и дадим им характеристику.
Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня Internet имеет около 15 миллионов абонентов в более чем 150 странах мира. Ежемесячно размер сети увеличивается на 7-10%. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире.
Если ранее сеть использовалась исключительно в качестве среды передачи файлов и сообщений электронной почты, то сегодня решаются более сложные задачи распределенного доступа к ресурсам. Несколько лет назад были созданы оболочки, поддерживающие функции сетевого поиска и доступа к распределенным информационным ресурсам, электронным архивам.
Выбранная тема достаточно актуальна в ниши дни. Интернетом пользуются практически все. Некоторые находятся в сети каждый день, а кто-то изредка находит информацию и проверяет почту. Обмен сообщениями в сети так же получил большое распространение. Огромное количество людей пользуется электронной почтой, общаются в чатах и с помощью программ мгновенного обмена сообщениями, находясь на расстоянии друг от друга.
Объектом изучения является глобальная телекоммуникационная сеть информационных и вычислительных ресурсов.
Предметом изучения являются
сами способы подключения к Интернет
Целью данной курсовой работы является рассмотрение различных способов подключения к сети Интернет.
Задачами для достижения цели является:
- Изучить литературу по данной теме;
- Ознакомиться с возможностями подключения к сети Интернет;
- Показать преимущества и недостатки различных видов подключений;
- Классифицировать способы подключения;
- Определить основные характеристики способов подключения к сети Интернет.
1. ПОНЯТИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ ИНТЕРНЕТА
1.1 Понятие Интернет
Internet (Интернет) – это сеть сетей, это объединение десятков тысяч локальных сетей, разбросанных по всему миру. Internet представляет собой единую сеть, способную передавать информацию из любой точки земного шара в любую другую точку. Internet — самое большое и популярное межсетевое объединение в мире.
Рис.1.1 Internet - сесть сетей
Отличие Internet от традиционных сетей состоит в том, что она не имеет своего официального владельца. Это добровольная ассоциация различных сетей. Существуют только организации, которые координируют регистрацию новых пользователей в сети. Техническую сторону организации сети контролирует Федеральный сетевой совет (FNC), который 24 октября 1995 года принял определение того, что же мы подразумеваем под термином "Интернет":
Internet – это глобальная компьютерная система, которая:
логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов (каждый компьютер, подключаемый к сети имеет свой уникальный адрес);
способна поддерживать коммуникации (обмен информацией);
обеспечивает работу высокоуровневых сервисов (служб), например, WWW, электронная почта, телеконференции, разговоры в сети и другие.
Internet является одноранговой
сетью, т.е. все компьютеры в
сети равноправны, и любой
Надо отметить, что Internet – это не только каналы связи. В узлах этого всемирного соединения установлены компьютеры, которые и содержат нужную информацию и предлагающие различные информационные и коммуникационные услуги. Эти компьютеры называются серверы (хосты).
Серверы содержат информационные ресурсы. К ресурсам относятся любые базы данных, например, законодательные, научно-технические, коммерческие, рекламные, информацию из газет и журналов, файлы, программы, Web-страницы и т.д.
Компьютер сервер предоставляет услуги другим компьютерам, запрашивающим информацию, которые называют клиентами (пользователями, абонентами). Таким образом, работа в Internet предполагает наличие передатчика информации, приемника и канала связи между ними. Когда мы «входим» в Internet, наш компьютер выступает в качестве клиента, он запрашивает необходимую нам информацию на выбранном нами сервере.
1.2 История создания Интернет
Первым документальным
описанием социального
4 октября 1957 года Советский Союз запустил первый искусственный спутник Земли, что показало отставание США. Запуск первого искусственного спутника и послужил причиной подписания президентом США Дуайтом Эйзенхауэром документа о создании в рамках министерства обороны Агентства по перспективным научным проектам и исследованиям – DARPA (Defence Advanced Research Projects Agency). В октябре 1962 года Ликлайдер стал первым руководителем исследовательского этого компьютерного проекта. Управление Advanced Research Projects Agency (ARPA) сменило название на Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA) в 1971 году, затем вернулось к прежнему названию ARPA в 1993 году и, наконец, снова стало именоваться DARPA в 1996 году. В статье используется текущее название – DARPA. Ликлайдер сумел убедить своих преемников по работе в DARPA - Ивана Сазерленда (Ivan Sutherland) и Боба Тейлора (Bob Taylor), а также исследователя из MIT Лоуренса Робертса в важности этой сетевой концепции.
Леонард Клейнрок из MIT опубликовал первую статью по теории пакетной коммутации в июле 1961 года, а первую книгу - в 1964 году. Клейнрок убедил Робертса в теоретической обоснованности пакетных коммутаций (в противоположность коммутации соединений), что явилось важным шагом по пути создания компьютерных сетей. Другим ключевым шагом должна была стать организация реального межкомпьютерного взаимодействия. Для исследования этого вопроса Робертс совместно с Томасом Меррилом (Thomas Merrill) в 1965 году связал компьютер TX-2, расположенный в Массачусетсе, с ЭВМ Q-32, находившейся в Калифорнии. Связь осуществлялась по низкоскоростной коммутируемой телефонной линии. Таким образом, была создана первая в истории (хотя и маленькая) нелокальная компьютерная сеть. Результатом эксперимента стало понимание того, что компьютеры с разделением времени могут успешно работать вместе, выполняя программы и осуществляя выборку данных на удаленной машине. Стало ясно и то, что телефонная система с коммутацией соединений абсолютно непригодна для построения компьютерной сети. Убежденность Клейнрока в необходимости пакетной коммутации получила еще одно подтверждение.
В конце 1966 года Робертс начал работать в DARPA над концепцией компьютерной сети. Довольно быстро появился план ARPANET, опубликованный в 1967 году. На конференции, где Робертс представлял свою статью, был сделан еще один доклад о концепции пакетной сети. Его авторами были английские ученые Дональд Дэвис (Donald Davies) и Роджер Скентльбьюри (Roger Scantlebury) из Национальной физической лаборатории (NPL). Скентльбьюри рассказал Робертсу о работах, выполнявшихся в NPL, а также о работах Пола Бэрена (Paul Baran) и его коллег из RAND (американская некоммерческая организация, занимающаяся стратегическими исследованиями и разработками). В 1964 году группа сотрудников RAND написала статью по сетям с пакетной коммутацией для надежных голосовых коммуникаций в военных системах. Оказалось, что работы в MIT (1961 - 1967), RAND (1962 - 1965) и NPL (1964 - 1967) велись параллельно при полном отсутствии информации о деятельности друг друга. Разговор Робертса с сотрудниками NPL привел к заимствованию слова "пакет" и решению увеличить предлагаемую скорость передачи по каналам проектируемой сети ARPANET с 2,4 Кб/с до 50 Кб/с. Публикации RAND стали причиной возникновения ложных слухов о том, что проект ARPANET как-то связан с построением сети, способной противостоять ядерным ударам. Создание ARPANET никогда не преследовало такой цели. Только в исследовании RAND по надежным голосовым коммуникациям, не имевшем прямого отношения к компьютерным сетям, рассматривались условия ядерной войны. Однако в более поздних работах по Интернет-тематике действительно делался акцент на устойчивости и живучести, включая способность продолжать функционирование после потери значительной части сетевой инфраструктуры.
В августе 1968 года, после того как Робертс и организации, финансируемые из бюджета DARPA, доработали общую структуру и спецификации ARPANET, DARPA выпустило запрос на расценки (Request For Quotation, RFQ), организовав открытый конкурс на разработку одного из ключевых компонентов - коммутатора пакетов, получившего название Интерфейсный процессор сообщений (Interface Message Processor, IMP). В декабре 1968 года конкурс выиграла группа во главе с Фрэнком Хартом (Frank Heart) из компании Bolt-Beranek-Newman (BBN).
После этого роли распределились следующим образом. Команда из BBN работала над Интерфейсными процессорами сообщений, Боб Кан принимал активное участие в проработке архитектуры ARPANET, Робертс совместно с Ховардом Фрэнком (Howard Frank) и его группой из Network Analysis Corporation проектировали и оптимизировали топологию и экономические аспекты сети, группа Клейнрока из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) готовила систему измерения характеристик сети.
Благодаря тому, что Клейнрок уже в течение нескольких лет был известен как автор теории пакетной коммутации и как специалист по анализу, проектированию и измерениям, его Сетевой измерительный центр в UCLA был выбран в качестве первого узла ARPANET. Тогда же, в сентябре 1969 года, компания BBN установила в Калифорнийском университете первый Интерфейсный процессор сообщений и подключила к нему первый компьютер. Второй узел был образован на базе проекта Дуга Энгельбарта (Doug Engelbart) "Наращивание человеческого интеллекта" в Стэнфордском исследовательском институте (SRI). (Следует отметить, что частью проекта Энгельбарта была ранняя гипертекстовая система NLS.)
В SRI организовали Сетевой информационный центр, который возглавила Элизабет Фейнлер (Elizabeth [Jake] Feinler). Через месяц, когда SRI подключили к ARPANET, из лаборатории Клейнрока было послано первое межкомпьютерное сообщение. Двумя следующими узлами ARPANET стали Калифорнийский университет в городе Санта-Барбара (UCSB) и Университет штата Юта. В этих университетах развивались проекты по прикладной визуализации. Глен Галлер (Glen Guller) и Бартон Фрайд (Burton Fried) из UCSB исследовали методы отображения математических функций с использованием дисплеев с памятью, позволяющих справиться с проблемой перерисовки изображения по сети. Роберт Тейлор и Иван Сазерленд в Юте исследовали методы рисования по сети трехмерных сцен.
Таким образом, к концу 1969 года четыре компьютера были объединены в первоначальную конфигурацию ARPANET - взошел первый росток Интернета. Следует отметить, что уже на этой ранней стадии велись исследования, как по сетевой инфраструктуре, так и по сетевым приложениям. Эта традиция не нарушена и в наши дни.
В последующие годы число компьютеров, подключенных к ARPANET, быстро росло. После того, как в 1971 - 1972 годах были выполнены работы по реализации NCP на узлах ARPANET, пользователи сети наконец смогли приступить к разработке приложений.
Рис.1.2 Хронология возникновения TCP/IP в истории Интернета
DARPA заключило три контракта на реализацию TCP/IP - со Стэнфордом (Серф), с BBN (Рэй Томлинсон) и с Университетским колледжем Лондона (UCL, Петер Кирстен - Peter Kirstein). (В статье Серфа и Кана использовалось название TCP, за которым скрывались оба протокола.) Стэнфордская команда, возглавляемая Серфом, подготовила детальные спецификации, после чего примерно за год были выполнены три реализации TCP, способные взаимодействовать друг с другом.
Ранние реализации TCP были выполнены для больших систем с разделением времени, таких как Tenex и TOPS 20. Когда начали появляться настольные системы, многие посчитали, что для персональных компьютеров TCP - слишком большой и сложный протокол. Дэвид Кларк и его исследовательская группа из MIT решили доказать возможность компактной и простой реализации TCP, выполнив ее сначала для Xerox Alto (ранняя персональная рабочая станция, созданная в Xerox PARC), а затем для IBM PC. Эта реализация обладала полной интероперабельностью с другими воплощениями TCP, но была специально настроена на набор приложений и параметры производительности персональных компьютеров.
Большое распространение в 1980-е годы локальных сетей, персональных компьютеров и рабочих станций дало толчок бурному росту Интернета. Технология Ethernet, разработанная в 1973 году Бобом Меткалфом (Bob Metcalfe) из Xerox PARC, в наши дни является, вероятно, доминирующей сетевой технологией в Интернете, а ПК и рабочие станции стали доминирующими компьютерами. Переход от небольшого количества сетей с умеренным числом систем с разделением времени (первоначальная модель ARPANET) к множеству сетей привел к выработке ряда новых концепций и внесению изменений в базовые технологии.
Таким образом, к 1985 году технологии Интернета поддерживались широкими кругами исследователей и разработчиков. Интернет начинали использовать для повседневных компьютерных коммуникаций люди самых разных категорий. Особую популярность завоевала электронная почта, работавшая на разных платформах. Совместимость различных почтовых систем продемонстрировала выгоды массовых электронных коммуникаций между людьми.
1.3 Адресация в Интернет
IP-адрес – это уникальный
числовой адрес, однозначно
Существует 5 классов IP-адресов – A, B, C, D, E. Принадлежность IP-адреса к тому или иному классу определяется значением первого октета (W).
Таблица 1.1 Соответствие значений первого октета и классов адресов
Класс IP-адреса |
A |
B |
C |
D |
E |
Диапазон первого октета |
1-126 |
128-191 |
192-223 |
224-239 |
240-247 |
IP-адреса первых трех
классов предназначены для
Преимущества двухуровневой схемы очевидны: она позволяет, во-первых, адресовать целиком отдельные сети внутри составной сети, что необходимо для обеспечения маршрутизации, а во-вторых – присваивать узлам номера внутри одной сети независимо от других сетей. Естественно, что компьютеры, входящие в одну и ту же сеть должны иметь IP-адреса с одинаковым номером сети.
IP-адреса разных классов
отличаются разрядностью
Таблица 1.2 Основные характеристики IP-адресов классов A,B и C
Характеристика |
Класс | ||
A |
B |
C | |
Номер сети |
W |
W.X |
W.X.Y |
Номер узла |
X.Y.Z |
Y.Z |
Z |
Возможное количество сетей |
126 |
16 384 |
2 097 151 |
Возможное количество узлов |
16 777 214 |
65 534 |
254 |
Особые адреса | |||
Запись адреса сети в целом |
W.0.0.0 |
W.X.0.0 |
W.X.Y.0 |
Широковещательный адрес в сети |
W.255.255.255 |
W.X.255.255 |
W.X.Y.255 |
Например, IP-адрес 213.128.193.154 является адресом класса C, и принадлежит узлу с номером 154, расположенному в сети 213.128.193.0.
Схема адресации, определяемая классами A, B, и C, позволяет пересылать данные либо отдельному узлу, либо всем компьютерам отдельной сети (широковещательная рассылка). Однако существует сетевое программное обеспечение, которому требуется рассылать данные определенной группе узлов, необязательно входящих в одну сеть. Для того, чтобы программы такого рода могли успешно функционировать, система адресации должна предусматривать так называемые групповые адреса. Для этих целей используются IP-адреса класса D.
Диапазон адресов класса E зарезервирован и в настоящее время не используется.
Таблица 1.3Диапазоны
Класс |
С |
По |
A |
0.0.0.0 |
127.255.255.255 |
B |
128.0.0.0 |
191.255.255.255 |
C |
192.0.0.0 |
223.255.255.255 |
D |
224.0.0.0 |
239.255.255.255 |
Наряду с традиционной десятичной формой записи IP-адресов, может использоваться и двоичная форма, отражающая непосредственно способ представления адреса в памяти компьютера. Поскольку IP-адрес имеет длину 4 байта, то в двоичной форме он представляется как 32-разрядное двоичное число (т.е. последовательность из 32 нулей и единиц). Например, адрес 213.128.193.154 в двоичной форме имеет вид 11010101 1000000 11000001 10011010. Используя двоичную форму записи IP-адреса, легко определить схемы классов IP адресов:
|
|
|||
Протокол IP предполагает наличие адресов, которые трактуются особым образом. К ним относятся следующие:
1. Адреса, значение первого октета которых равно 127. Пакеты, направленные по такому адресу, реально не передаются в сеть, а обрабатываются программным обеспечением узла-отправителя. Таким образом, узел может направить данные самому себе. Этот подход очень удобен для тестирования сетевого программного обеспечения в условиях, когда нет возможности подключиться к сети.
2. Адрес 255.255.255.255. Пакет,
в назначении которого стоит
адрес 255.255.255.255, должен рассылаться
всем узлам сети, в которой
находится источник. Такой вид
рассылки называется
3. Адрес 0.0.0.0. Он используется в служебных
целях и трактуется как адрес того узла,
который сгенерировал пакет. Двоичное
представление этого адреса 00000000 00000000
00000000 00000000.
Доменное имя содержит, как минимум, две части (обычно
называются метками), разделённые точкой.
Самая правая метка является доменом верхнего
уровня (например, для адреса ru.wikipedia.org домен
верхнего уровня — org). Каждая следующая
метка справа налево является поддоменом (например, wikipedi
интернет-провайдера (DNS по умолчанию в настройках соединения).
Браузер спрашивает у сервера DNS: «какой
IP-адрес у ru.wikipedia.org?». Сервер DNS обращается
к корневому серверу — например, 198.41.0.4. Этот сервер сообщает —
«У меня нет информации о данном адресе,
но я знаю, что 204.74.112.1 поддерживает доменную
зону org.» Тогда сервер DNS направляет свой
запрос к 204.74.112.1, но тот отвечает «У меня
нет информации о данном сервере, но я
знаю, что 207.142.131.234 поддерживает доменную
зону wikipedia.org.» Наконец, тот же запрос отправляется
к третьему DNS-серверу (который является
авторитетным сервером для зоны wikipedia.org),
и получает ответ — IP-адрес, который и возвращает
клиенту — браузеру. В данном случае при
разрешении имени, то есть в процессе поиска
IP по имени, между хостом и серверами передавались
запросы двух типов:
- браузер отправил известному ему DNS-серверу т. н. рекурсивный запрос — в ответ на такой тип запроса сервер обязан вернуть «готовый результат», то есть IP-адрес, либо сообщить об ошибке.
1) Замечание: встроенные dns-клиенты браузеров умеют давать только такие типы запросов, иначе их код пришлось бы неоправданно усложнять и значительно возрос бы трафик у конечного пользователя, а сам DNS-сервер, получивший запрос от клиента, выполнял последовательно итеративные запросы, на которые получал от других DNS-серверов уточняющие ответы, пока не получил авторитетный ответ от сервера, ответственного за запрошенную зону.
2) Замечание: сервер провайдера, будучи лентяем, мог бы передать рекурсивный запрос следующему DNS-серверу и дождаться готового ответа, но в данном примере он добросовестно выполнил свою задачу.
Имя хоста и IP-адрес не тождественны — хост с одним IP-адресом может иметь множество имён, что позволяет поддерживать на одном компьютере множество веб-сайтов (это называется виртуальный хостинг). Обратное тоже справедливо — одному имени может быть сопоставлено множество хостов: это позволяет создавать балансировку нагрузки. Запрос на определение имени обычно не идёт дальше кэша DNS, который помнит (ограниченное время) ответы на запросы, проходившие через него ранее. Организации или провайдеры могут по своему усмотрению организовывать кэш DNS. Вместе с ответом приходит информация о том, сколько времени следует хранить эту запись в кэше. Для повышения устойчивости системы используется множество серверов, содержащих идентичную информацию. Существует 13 корневых серверов, расположенных по всему миру и привязанных к своему региону, их адреса никогда не меняются, а информация о них есть в любой операционной системе. Протокол DNS использует для работы TCP- или UDP-порт 53 для ответов на запросы. Традиционно запросы и ответы отправляются в виде одной UDP датаграммы. TCP используется в случае, если ответ больше 512 байт, или в случае AXFR-запроса.
DNS используется в первую
очередь для преобразования
2. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДОСТУПА В ИНТЕРНЕТ
2.1 Технологии доступа в Интернет
Лет пятнадцать-двадцать назад слово "видеомагнитофон" произносилось не иначе, как с завистью и уважением. По-другому и быть не могло. Экран обычного домашнего телевизора для владельца видеомагнитофона становился окном в другой мир, который не загораживали ни дикторы из программы "Время" со своими идеологически выдержанными сообщениями, ни "порезанные" донельзя кинофильмы.
Точно таким же пропуском в удивительный и разнообразный виртуально-реальный мир является в наши дни Интернет. Многие могут возразить, что Интернет уже давно стал обыденным явлением. Десятки и сотни тысяч людей у нас в стране активно пользуются сетью Интернет и для работы и для развлечения. Но при этом, сколько десятков миллионов людей, считающих себя достаточно "продвинутыми" и образованными, даже не представляют себе тех фантастических возможностей, которые предоставляет им доступ в сеть Интернет? Образование и доступ к информационным ресурсам, развлечения и обмен опытом в любых областях человеческой деятельности, а также многие другие возможности, только список которых занял бы не одну страницу.
Многие говорят: «Хочешь мира – готовься к войне ». Как это не удивительно, но история создания сети Интернет стопроцентно подтверждает эту формулировку. Именно холодная война 60-х со своей постоянной угрозой ядерного удара с последующими коллективными похоронами нашей цивилизации породила инструмент, позволяющий в наши дни людям всего мира свободно общаться друг с другом. Существование вероятности ядерного удара принудило американцев к созданию децентрализованной коммуникационной системы, устойчивой к возможной атаке и продолжающей функционировать даже в том случае, когда часть ее выведена из строя. Все соединения данной системы обладают возможностью передавать и принимать сообщения, которые путешествуют по оптимальному пути между узлами системы, пока не достигнут своего адресата. Вся информация в такой сети передается небольшими "пакетами", каждый из которых самодостаточен и обладает соответствующей адресной информацией. Пакеты передаются от узла к узлу; каждый из узлов самостоятельно определяет, как передать информацию к следующему доступному узлу. Даже если некоторые узлы системы не функционируют, сообщения могут передаваться по альтернативным маршрутам. Со временем данная система выросла настолько, что покинула пусть уютную, но все же казарму, Пентагона, постепенно захватила учебные заведения и, вооруженная знаниями и энтузиазмом ученых, стала тем миром, который мы знаем под названием сеть Интернет.
В настоящее время Интернет представляет собой всемирную сеть, состоящую из соединенных между собой компьютеров. Интернет позволяет любому пользователю, имеющему выход в сеть, получить доступ ко всем информационным ресурсам, хранящимся на сайтах (компьютерах-серверах) по всему миру. Сеть Интернет обеспечивает работу электронной почты, позволяющей передавать сообщения другим пользователям сети и принимать сообщения от них. Также Интернет дает возможность передавать файлы между компьютерами, а с помощью специальных программ (броузеров) искать и выводить на свой дисплей любую информацию, имеющуюся в сети Интернет. И это еще не полный список…