Инфраструктура сети Интернет

Для того, чтобы различные компьютеры в Интернете могли сообщаться друг с другом, используются протоколы, т.е. правила или условия коммуникации. Язык Интернета называется TCP/IP, что означает протокол Управления передачей/Интернет-протокол. Любой компьютер для того, чтобы общаться в Интернете, должен уметь "говорить" на языке TCP/IP. Этот стандарт является "открытым", что означает, что он не является фирменным продуктом какой-либо одной компании. Основная операционная система называется UNIX, но стандарт Интернета приспособлен для использования на всех наиболее распространенных системах, таких как UNIX, PC и Macintosh.

Интернет состоит из взаимосвязанных сетей, эксплуатируемых университетами, государственными учреждениями, военными, корпорациями и другими организациями. Эти сети связаны друг с другом различными видами оборудования такими, как маршрутизаторы, мосты и коммутаторы. Маршрутизаторы решают, в каком направлении отослать сетевые данные, предварительно посылая пакеты по нужному адресу и затем "маршрутизируя" данные в направлении соответствующего компьютера, где эти пакеты собираются вновь. Мосты предназначены для соединения двух каких-либо сегментов кабельной проводки внутри сети; коммутаторы -- это приспособления для замыкания и размыкания цепей.

Существуют четыре стадии доступа в Интернет. Опорная сеть Интернет, в настоящее время называемая "сверхскоростная опорная сеть" (vBNS), поддерживается корпорацией IBM, WorldCom Inc. и Merit (некоммерческая организация, владельцами которой являются 11 государственных университетов в штате Мичиган). Доступ в Интернет обеспечивается в точках доступа (NAP), эксплуатируемыми Sprint Corp., WorldCom и Ameritech Corp (последняя была куплена SBC Communications Inc. в октябре 1999 года) и другими. Теоретически в точках доступа (NAP) можно подключиться ко всему Интернету. Поставщики Интернет-услуг (ISP) покупают право доступа к Интернету у компаний-операторов точек доступа; в свою очередь они предоставляют доступ своим клиентам (потребителями, компаниям и более мелким ISP).

Второй уровень доступа обеспечивается через серию станций обмена данных городских зон (MAE) в различных частях страны. Такая станция представляют собой оптоволоконное кольцо передачи данных вокруг города, соединяющее потребителей с городской сетью. МАЕ существует в Сан-Хосе, Лос-Анджелесе, Далласе, Чикаго и Вашингтоне (округ Колумбия) (два кольца). Кроме того существует две федеральные Интернет-станции (FIX) в Университете штата Мерилэнд в Колледж-парке и в Исследовательском центре Эймса при НАСА в Моффетфильде, штат Калифорния. Их функция состоит в обеспечении связи между MILNET, NASA Science Net и некоторые другие федеральные правительственные сети.

Третий уровень доступа в Интернет представлен региональными сетевыми операторами, такими как CERFnet в Сан-Диего, ioNET в городских зонах на Среднем западе, ONENET в Оклахоме и Brightnet в западных штатах. Как правило, они являются операторами опорных сетей внутри штата или группы соседних штатов. Обычно они имеют выход на одного или нескольких операторов национальной опорной сети.

Четвертый уровень доступа в Интернет -- это поставщик Интернет-услуг (ISP), такие как America Online, MCI, Sprint, AT&T WorldNet, Earthlink и Microsoft Network (MSN). Для того, чтобы разгрузить узкие места для трафика в точках доступа в сеть, ISP ведут переговоры по заключению между собой соглашений о прямых подключениях (peering). В результате в течение последнего десятилетия рост трафика Интернет происходил в основном в пределах сети ISP, не выходя на более высокий уровень NAP.

На апрель 2001 года количество ISP составляло 9600, что превышало их число середине 1996 года более чем в шесть раз (1500). Поставщики Интернет-услуг покупают доступ в Интернет у компаний-операторов NAP; и затем в свою очередь предоставляют доступ своим клиентам (потребителям, компаниям и более мелким ISP). Большая часть этих услуг предусматривает месячный испытательный период, несколько часов бесплатного пользования и после получения подписки единый тариф. В набор этих услуг, как правило, входит доступ в Интернет, e-mail, chat rooms, игры, новости, справочные источники, Интернет-публикации и техническая поддержка. Международный доклад по телекоммуникациям (TRI), озаглавленный Online Census от января 2001 года сообщает, что 68,7 млн потребителей в США получают доступ в Интернет через одну из следующих схем: платный или бесплатный дозвон в ISP, интернет-телевидение (iTV), цифровая абонентская линия (DSL) или кабельные модемные услуги.

Четыре уровня подключения к Интернету имеют несколько произвольную структуру и во многих случаях имеют место дублирования функций. Так, например, Sprint является одновременно точкой доступа в Интернет (NAP) одним из крупнейших федеральных операторов опорной сети и также поставщиком услуг по доступу в национальном масштабе.

По данным исследовательской и консультационной фирмы по информационным технологиям International Data Corp. (IDC), крупнейшим игроком на потребительском рынке ISP является America Online (AOL) (включая абонентов CompuServe, купленную AOL в сентябре 1997 года). В середине 2000 года она контролировала 40 процентов абонентского рынка. Фактически у AOL больше абонентов, чем у следующих 20 ISP вместе взятых. При этом, MSN Microsoft, контролирующая 4,1 процента рынка, находится на втором месте, за ней идет EarthLink (3,5 процента) и WorldNet (3,4 процента). Остальной рынок является ареной конкуренции между тысячами других, в основном региональных и местных ISP.

Интернет следующего поколения и Интернет-2

В октябре 1996 года президент Клинтон предложил проект Интернета нового поколения (NGI). Он представляет собой план построения национальной сети, объединяющей университеты и федеральные исследовательские организации, работающие со скоростью от 100 до 1000 раз более высокой, чем современный Интернет. (Более подробно проект Интернета следующего поколения и Интернет-2 и смежные инициативы рассматриваются в докладе Исследовательской службы Конгресса номер 97-521, Next Generation Internet and Related Initiatives). Деньги на развитие сети были выделены Министерству обороны, Министерству энергетики, НАСА и Национальному фонду науки.

В рамках создания Интернета следующего поколения NGI, создается современная распределенная лаборатория, состоящая из 100 сайтов в университетах, федеральных исследовательских организациях и других исследовательских центрах и работающая со скоростью, превышающую скорость обычного Интернета более чем в 100 раз. Эта лаборатория будет достаточно масштабна для того, чтобы обеспечить полную систему, испытательные стенды для оборудования, программное обеспечение, протоколы, безопасность и сетевое управление, соответствующее требованиям коммерческого NGI. Во-вторых, NGI разработает сверхвысокоскоростные технологии коммутации и передачи и обеспечит полное подключение к сетям со скоростью более одного гигабайта в секунду. Это будут опытные образцы сетей -- всего десять сайтов NGI, работающие со скоростью, превышающую скорость нынешнего Интернета в тысячу раз. Среди уже действующих проектов NGI можно назвать: телемедицина в режиме реального времени, прогнозы погоды, распределенная позитронно-эмиссионная томография (PET) и доступ к экологическим данным в режиме реального времени.