1.2. Мережні технології. Основні об’єкти Інтернету 1.2. Основні об’єкти Інтернету Глобальна мережа Інтернет є сукупністю вузлів, що містять комутаційне устаткування і сервери. Вузли об'єднуються між собою за допомоги каналів зв'язку (рис. 2.1). Рис. 2.1. Загальна структура основних об’єктів в Інтернет М - міжнародний провайдер ЛМ - локальна мережа Зер - дзеркало Н - національний провайдер ПС - проксі-сервер Б - брандмауер Р- регіональний провайдер Ш - шлюз К - комп'ютер ^ Провайдери (Internet Service Provider, ISP) Керування вузлом Інтернету здійснює організація, яка називається провайдер (provider). Провайдерів можна умовно розділити на міжнародних, національних і регіональних. З юридичної точки зору, Інтернет провайдер — це оператор зв'язку, що має ліцензію на один з наступних видів діяльності: Послуги зв'язку із наданням каналів зв'язку. Послуги зв'язку в мережі передачі даних, за винятком передачі голосової інформації. Послуги зв'язку в мережі передачі даних з передачею голосової інформації.Ліцензії провайдерам видаються Національною радою України з питань телебачення та радіомовлення.^ Інтернет провайдери різняться відповідно до послуг, що надаються: Провайдери доступу - надають доступ до Інтернету по виділених або комутованих каналах зв'язку, безпровідний доступ до Інтернету. Магістральні провайдери (первинні) мають у власності магістральні канали зв’язку. Вони забезпечують обмін трафіком із зарубіжними вузлами. Зазвичай, продають трафік лише у великих об'ємах і надають послуги для інших провайдерів, а не для індивідуальних користувачів. Канальні провайдери (вторинні) орендують канали зв’язку у первинних провайдерів і надають кінцеві послуги. Вони прокладають лінію зв'язку від магістралі безпосередньо до клієнта і займаються підтримкою мереж, де курсує основна частина Інтернет трафіку. Провайдери останньої милі є канальними провайдерами. Остання миля — канал, що сполучає кінцеве (клієнтське) устаткування з вузлом доступу провайдера (оператора зв'язку). Наприклад, при наданні послуги під’єднання до мережі Інтернет останньою милею є ділянка від порту комутатора провайдера на його вузлі зв'язку до порту маршрутизатора клієнта в його офісі. Для послуг комутованого (dial-up) під’єднання останньою милею є ділянка між модемом користувача і модемом (модемним пулом) провайдера. До технологій останньої милі зазвичай відносять xDSL, FTTx, Wi-Fi, WiMax, DOCSIS, PLC. ^ Хостинг провайдери - розміщують інформацію клієнта на своєму дисковому просторі і надають різноманітні послуги: Виділення дискового простору для зберігання і забезпечення роботи сайтів (хостинг). Підтримка роботи поштового сервера. Розміщення устаткування клієнта на площах провайдера (колокація). Оренда виділених і віртуальних серверів (VDS або VPS). Резервування даних та інші послуги.^ Комп’ютери та локальні мережі Комп'ютери користувачів можуть підключатися до глобальної мережі, як через локальні мережі так і безпосередньо до вузлів будь-якого провайдера доступу. Кожен вузол містить один або кілька потужних комп'ютерів, які називаються серверами. Сервером називають комп'ютер, на якому встановлено програми-сервери. На одному комп'ютері-сервері можуть працювати відразу кілька програм-серверів, які виконують функції відповідної служби. Тому, часто вживають назви «web-сервер», «ftp-сервер», «dns-сервер», «proxi-сервер». Проста назва «сервер» найчастіше позначає сам комп'ютер.Проксі-сервер Проксі-сервер це серверна програма, що керує вхідним та вихідним трафіком Інтернету в локальній мережі і виконує багато інших функцій:^ Забезпечення доступу комп'ютерів локальної мережі до Інтернет.Кешування даних. При частому звертанні користувачів локальної мережі до однакових популярних ресурсів, проксі-сервер може тримати їх копію і видавати її за запитом. Це зменшує навантаження на канал до зовнішньої мережі і значно пришвидшує відображення інформації на комп’ютері користувача.^ Стиснення даних. Проксі-сервер завантажує інформацію з Інтернету і передає інформацію до кінцевого користувача в стислому вигляді. Такі проксі-сервери використовуються в основному з метою економії зовнішнього трафіку.^ Захист локальної мережі від зовнішнього доступу. Можна налаштувати проксі-сервер так, що локальні комп'ютери звертатимуться до зовнішніх ресурсів лише через нього, а зовнішні комп'ютери не зможуть безпосередньо звертатися до локальних. В цьому разі вони спілкуються лише з проксі-сервером.^ Обмеження доступу з локальної мережі до зовнішньої. Можна заборонити доступ до визначених веб-сайтів, обмежити використання Інтернету для певних локальних користувачів, встановлювати квоти на трафік або смугу пропускання, відфільтровувати рекламу та віруси.^ Анонімність доступу до різних ресурсів. Проксі-сервер може приховувати відомості про джерело запиту або користувача. В цьому разі зовнішні сервери побачать лише інформацію про проксі-сервер, наприклад IP-адресу, але не зможуть визначити справжнє джерело запиту. Існують також проксі-сервери, які передають до зовнішнього сервера хибну інформацію про справжнього користувача.^ Брандмауер (фаєрвол, мережний екран) При роботі в мережі важливим є захист інформації від несанкціонованого доступу зловмисників, що намагаються дістати доступ до комп'ютера в локальній мережі або мережі Інтернет (атаки хакерів, віруси, спам тощо). З цієї причини локальні мережі банків, оборонних підприємств, комерційних фірм потребують засобів для заборони проникнення ззовні. В якості таких засобів захисту широко застосовуються міжмережні екрани (рис. 2.2), що можуть називатися: Brandmauer (від нім. brand - горіти, mauer – стіна), найчастіше вживається як брандмауер. Firewall (від анг. fire - вогонь, wall - стіна), вживається як фаєрвол. Рис 2.2. Міжмережний екран. Брандмауер — це система, що дозволяє розділити мережу на дві чи більше частин і реалізувати набір правил, що визначають умови проходження інформації з однієї частини мережі в іншу. Брандмауери є цілим класом систем, які за складністю є співмірними з операційною системою. Брандмауер контролює вхідний та вихідний трафік комп'ютера або локальної мережі, дозволяє відсікати практично всі види мережних атак, обмежувати рекламу (відключення банерів, рекламних скриптів, спливаючих вікон тощо), не надавати «чужим» серверам інформацію про комп'ютер користувача, блокувати роботу вірусів-троянів і засобів видаленого адміністрування. Брандмауери допомагають уникнути участі комп'ютера користувача без його відома в таких атаках на інші комп'ютери. Використання брандмауера особливо є потрібним при постійному під’єднанні до Інтернету, бо він фіксує всі незаконні спроби доступу до інформації і сигналізує про ситуації, які вимагають негайної реакції. ^ Шлюз Це програмно-апаратні засоби, що призначені для об'єднання двох різнорідних мереж, які працюють за різними протоколами.Дзеркало Це сервер, який є копією іншого серверу, і як правило, далеко від нього розташований. Дзеркало використовується для зменшення навантаження в глобальній мережі і підвищення швидкості передачі інформації. Вміст дзеркала періодично оновлюється. ^ Маршрутизатор (Router) Інтернет – це структура, яка постійно змінюється, а її конфігурація залежить від багатьох чинників. Тому, намалювати достовірну схему з'єднання великої кількості вузлів є принципово неможливим. З'єднання можуть бути різноманітними: регіональні провайдери можуть об'єднуватися між собою, дзеркала можуть встановлюватися в будь-якому місці, окремі користувачі можуть під’єднуватися до будь-якого провайдера тощо. Визначення шляху, яким буде передано повідомлення, здійснюється за допомогою спеціального пристрою - маршрутизатора, що працює з кількома каналами зв’язку і розподіляє між ними проходження пакетів інформації. Маршрутизатор вибирає канал за адресою, яку вказано в заголовку пакету. Для кожного пакету маршрутизатор приймає індивідуальне рішення про шлях проходження до мережі, в якій знаходиться комп’ютер-адресат.Процедура вибору шляху передачі інформації називається маршрутизацією. На кожному вузлі маршрутизатор визначає, в якому напрямі передати повідомлення, що поступило.Проблема вибору маршруту просування інформації ускладнюється тим, що географічно найкоротший шлях не завжди є найкращим. Часто, критерієм при виборі маршруту є час передачі даних за цим маршрутом, що залежить від пропускної здатності каналів зв'язку і інтенсивності навантаження (трафіку), яке може змінюватися з часом. Певні алгоритми маршрутизації намагаються пристосуватися до зміни навантаження, тоді, як інші ухвалюють рішення на основі усереднених показників за тривалий час. Вибір маршруту може здійснюватися і за іншими критеріями, наприклад, надійності передачі інформації. Між кінцевими комп'ютерами може бути кілька десятків вузлів, маршрутизаторів, проміжних фізичних мереж різних типів, але програма-клієнт сприйматиме цей конгломерат як єдину фізичну мережу. Маршрутизатор образно можна порівняти з телевізійною камерою, що встановлена на вертольоті. За допомогою такої камери добре видно дороги і потоки автомобілів. Такий загальний вигляд дозволяє обрати водію найбільш вільний і зручний шлях руху транспорту. ^ Способи під’єднання до Інтернету Якщо, наприкінці 20 століття для переважної більшості користувачів Інтернету в Україні фактично не залишалося іншого вибору, окрім модемного з'єднання (dial-up), то зараз ситуація на ринку послуг сильно змінилася. ^ Найпоширенішими способами на сьогоднішній день є: Модемне з'єднання (Комутований доступ) – Dial-Up, ADSL. З'єднання по виділеній лінії (оптоволоконний кабель чи «скручена пара»). GPRS – доступ через мобільний телефон. Радіодоступ. Супутниковий Інтернет.Вони різняться між собою за принципом роботи, швидкістю передачі даних, надійністю, складністю налаштування обладнання і, звичайно ж, ціною. Основною характеристикою будь-якого під’єднання до Інтернету є швидкість передачі даних. Вона вимірюється в кількості інформації, що передається користувачеві за одиницю часу (за одну секунду) і, зазвичай, вимірюється в кілобайтах/сек (Kb/s) або кілобітах/сек (kbps). Для високошвидкісних каналів швидкість вимірюється вже в Мегабітах або Мегабайтах в секунду. Загалом доступ до Інтернету постійно дешевшає. В великих містах завдяки наявності будинкових мереж, конкуренції багатьох провайдерів, великої кількості користувачів – послуги доступу в Інтернет є значно дешевшими, ніж в регіонах. ^ Модемне з'єднання (dial-up) Найстаріший спосіб під’єднання, але на даний час практично не використовується. Модемне (dial-up) під’єднання використовується лише в містах, де немає широкого вибору провайдерів.В такий спосіб під’єднання користувачу щораз для виходу в Інтернет потрібно за допомогою модему робити додзвон по телефонній лінії до модемного пулу провайдера і авторизовуватися. Провайдер звіряє облікове ім'я (login) і пароль користувача, і за їх наявності привласнює абоненту вільну IP-адресу, щоб мати доступ до Інтернету. За таким з’єднанням телефонна лінія на весь час знаходження в Інтернеті буде заблокованою.Плюсами такого з'єднання є простота налаштування, встановлення лише аналогового модему, низька ціна устаткування, багато тарифних планів, що пропонують провайдери. Недоліків у модемного з'єднання є значно більше: зайнятість телефонної лінії абонента, низька швидкість передачі даних (зазвичай 34 Кб/сек), низька якість з'єднання і передачі даних, висока вартість послуг Інтернету.АDSL Широко вживана і популярна технологія ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), що надає високошвидкісний широкосмуговий доступ до Інтернет по звичайних аналогових телефонних лініях. Швидкість передачі даних є високою. Завдяки частотному розділенню діапазонів сигналів в телефонній лінії, дана технологія не блокує телефонну лінію і абоненту не потрібно додзвонюватися до провайдера. ^ GPRS з'єднання У зв'язку з швидким розвитком мобільного зв'язку в Україні майже в кожної людини є мобільний телефон. Практично всі провайдери на сьогоднішній день пропонують послугу використання мобільного телефону в якості модему. Для доступу до Інтернету використовуються вільні канали оператора мобільного зв'язку.Для користувача таке під’єднання добре тим, що за підтримки телефоном технології GPRS з додаткового устаткування потрібно лише пристрій для зв'язку мобільного телефону з комп'ютером (USB-кабель, інфрачервоний порт або Bluetooth). Швидкість передачі даних залежить від оператора мобільного зв'язку і вживаного устаткування.^ З'єднання по виділеній лінії Провайдер проводить до комп'ютера абонента виділену лінію (кабель «скручена пара» або оптоволоконний кабель) і видає діапазон IP-адрес для виходу абонента до Інтернету. Користувач отримує вільну телефонну лінію, постійний зв'язок з Інтернетом, хорошу якість з'єднання і передачі даних, високу швидкість (до 100 Мбіт/с).Вартість встановлення і налаштування такого з'єднання залежить від відстані комп'ютера до точки під’єднання у провайдера, і є дещо більшою у порівнянні з іншими способами з'єднання. Якщо комп'ютер буде перенесено в інше місце до нього знову доведеться прокладати кабель.Радіодоступ Безпровідний спосіб під’єднання до Інтернет. В провайдера і абонента встановлюється все необхідне устаткування (спеціальний радіомодем, антена), за допомогою якого і здійснюється обмін інформацією між користувачем і Інтернетом.До плюсів відносяться висока швидкість з'єднання і мобільність абонента. До мінусів радіодоступу можна віднести дороге устаткування і високу абонентську плату. Якість з'єднання і передачі даних залежить від погоди та видимості базової передатної станції.^ Супутникове з'єднання Супутникове з'єднання буває однобічним (асинхронним) і двохбічним. Найчастіше супутниковим Інтернетом називають асинхронний (або суміщений) спосіб доступу – дані до користувача поступають через супутникову антену, а запити від користувача передаються за іншим з'єднанням – GPRS або наземними каналами (ADSL, dial-up). Швидкість передачі даних залежить від провайдера і тарифного плану, що вибрано користувачем. Провайдери супутникового Інтернету пропонують широкий вибір тарифних планів, безлімітний доступ, безкоштовний прийом супутникового телебачення.Мінусом є наявність каналу для вихідного трафіку – телефонної лінії або телефону з підтримкою GPRS. В великих містах України, завдяки конкуренції великої кількості провайдерів та розвитку локальних мереж, доступ до Інтернету постійно здешевлюється, але в провінції та невеликих містах ціни є вищими. Найоптимальнішим вибором в цій ситуації буде використання супутникового Інтернету.