Интернет. Обзор цифровых технологий был бы ущербным без рассмотрения, пожалуй, самого успешного технического проекта человечества – Интернета

Обзор цифровых технологий был бы ущербным без рассмотрения, пожалуй, самого успешного технического проекта человечества – Интернета.

Интернет изначально проектировался, как инфраструктура, объединяющая разнообразные локальные компьютерные сети (составная сеть). Для этого, в частности, был разработан протокол IP[26] (Internet Protocol), который предусматривает возможность глобальной адресации компьютеров (узлов сети) с помощью IP-адресов. Использование IP для межсетевого взаимодействия позволяет решать задачу маршрутизации – выбора конкретных линий передачи пакетов от отправителя к получателю[27]. При этом пакеты (датаграммы) передаются независимо друг от друга и их надежная доставка не гарантируется (надежность доставки обеспечивают вышележащие протоколы). Протокол IP соответствует сетевому уровню модели OSI[28] (см. выше).

IP является ярким примером инфраструктуры открытой системы, в которой изначально тщательно продуманы возможности наращивания сети[29], ее переконфигурации, что послужило фундаментом для успешного развития и эксплуатации Интернета. Наверное самой важной идеей IP является уникальный адрес каждого абонента сети.

Как и полагается для многоуровневой архитектуры (рис. 29), слой IP может работать поверх различных физических линий передачи и соответствующих протоколов канального уровня: Ethernet, Wi‑Fi, PPP, ATM, xDSL, Token Ring и пр. С другой стороны, поверх IP находятся другие слои. В частности, протокол TCP (Transfer Control Protocol – протокол управления обменом) позволяет устанавливать двустороннюю связь между двумя произвольными узлами Сети[30] и гарантирует надежную доставку потока данных в обе стороны (транспортные уровни OSI и DOD). Протоколы TCP и IP органично дополняют друг друга так, что их обозначают TCP/IP, как нечто неразрывное, и даже весь стек протоколов, включая ниже- и вышележащие, называют TCP/IP. Над транспортными слоями TCP/IP располагаются протоколы прикладного уровня: HTTP, FTP, SMTP, DNS и пр., реализующие различную прикладную функциональность: передача информации в гипертекстовом виде, обмен файлами, почтовыми сообщениями и т.д.

Стек Интернет-протоколов является ярчайшим примером эффективности многослойных архитектур, декомпозирующих различные технологии. С одной стороны, подмена нижележащих слоев обеспечивает функционирование Сети поверх различных физических носителей (электрические, оптические, электромагнитные, инфракрасные). С другой стороны, поверх инфраструктуры Интернета функционируют независимо друг от друга множество прикладных систем, разделяя инфраструктуру, как общий ресурс. Сеть непрерывно наращивается новыми узлами и подсетями, переконфигурируется, старые стандарты постепенно заменяются новыми (продолжая сосуществовать в разных сегментах), появляются новые слои (например, SOAP поверх HTTP, см. выше), регулярно появляются новые виды Интернет-услуг, сервисов и т.д.

Можно заметить, что у столь широких и разнообразных возможностей взаимодействия есть нечто общее, объединяющее. Таким общим знаменателем представляется протокол IP (см. таблицу выше). Это тот «язык», который должны понимать все взаимодействующие участники Сети. Похожую роль играл рассматривавшийся ранее байт-код, который, с одной стороны, позволял объединять программные модули, написанные на разных языках высокого уровня (предварительно скомпилированные в байт-код), с другой стороны, подходящие интерпретаторы позволяли исполнять полученный байт-код на разных процессорах. Аналогичную роль при взаимодействии программ играли, рассматривавшиеся ранее языки IDL и SOAP. Интерфейс сервера приложений в рассматривавшейся трехзвенной архитектуре также играет похожую роль единого стандарта, на базе которого интегрируются различные компоненты корпоративной системы. Приведенные примеры демонстрируют эффективность интеграции многослойных систем на базе единого языка/протокола/стандарта.

Учитывая упоминавшиеся проблемы с промежуточным программным обеспечением, может возникнуть недоумение: почему не удалось разработать единый мировой стандарт байт-кода или языка IDL, а протокол IP стал стандартом де-факто? Ответ на этот вопрос попытаемся дать после рассмотрения технологии WWW.