Маршрутизаторы установлены на каждом из узлов Сети, они устроены так, что по IP-адресу принятого TCP-пакета способны автоматически определить, на какой из соседних узлов надо переправить этот пакет. Если компьютер-отправитель и компьютер-получатель зарегистрированы в одном узле, все совсем просто, но так бывает редко. Гораздо чаще отправитель и получатель находятся в адресном пространстве разных маршрутизаторов. Все, что может сделать в этом случае маршрутизатор, это передать TCP-пакет на соседний узел, который в сети ближе к компьютеру-получателю. Каждый маршрутизатор постоянно общается с серверами-соседями и их маршрутизаторами и потому знает, где что происходит, какой из соседей «закрыт» на техническое обслуживание или просто перегружен. В этом случае маршрутизатор обязательно найдет другой, обходной, но оптимальный в данный момент путь. Функции маршрутизатора может выполнять компьютерная программа на универсальном сервере, но маршрутизатором может быть и специально выделенный для этой цели компьютер, на котором установлена программа-маршрутизатор.
Поскольку ЛВС появились гораздо раньше Интернета, то разные фирмы начали делать их под свои собственные стандарты, несовместимые друг с другом. Чтобы эти разномастные сети все же можно было подключить к Интернету, используются так называемые шлюзы. Опять-таки, шлюзом может быть специальный компьютер, а может быть и специальная программа. Шлюзы выполняют преобразование данных из форматов, принятых в локальной сети, в формат, принятый в Интернете, и наоборот.
Итак, мы установили, что Интернет – это глобальная компьютерная сеть. Но какая нам с вами польза от еще одной сети, мало ли в мире глобальных сетей? Как в Бразилии – Педро, и не сосчитаешь!
Само по себе существование ни одной сети, пусть даже Всемирной и технически совершенной, действительно никакой пользы не приносит. Пользу приносят оказываемые ей услуги, которые специалисты называют сервисами, или службами.
Рассмотрим простой пример. В каждой квартире есть электрическая проводка, которая представляет собой часть более крупной электрической сети дома, района, города и так далее. Но пока в эту сеть не включено ни одно устройство, ценность этой сети для нас равно нулю. Но вот мы щелкаем выключателем и включаем в сеть электрическую лампочку, в комнате становится светло – запустилась служба освещения. На кухне работает холодильник, но это на самом деле работает служба охлаждения продуктов и напитков. Если мы включим в розетку пылесос, запустится служба уборки мусора.
Для нас в этом примере интересно, во-первых, то, что электрическая сеть, как однородная среда передачи электрического тока, способна поддерживать самые разнообразные службы. Во-вторых, и это тоже очень важно, для того чтобы получить какую-либо услугу, например холодное пиво, нам нужно соответствующее устройство, в данном случае – холодильник. Сама по себе сеть охладить пиво и собрать пыль не может. В-третьих, сеть проста в обращении и легко наращивается при соблюдении элементарных правил безопасности. Вы легко можете включить в розетку удлинитель или тройник, но, если включите в одну розетку стиральную машину, утюг и чайник, вас ждут серьезные неприятности. Наконец, к сети может получить доступ каждый, кто исправно платит за свет и у кого есть деньги на покупку холодильника, телевизора, пылесоса и вообще любого прибора, который только можно найти в магазине.
С точки зрения пользователя, глобальная сеть Интернет очень похожа на обычную электрическую сеть. Так же как электросеть, сама по себе сеть Интернет никаких услуг оказывать не может, и мы с вами пользуемся ее службами. Интернет предоставляет в наше распоряжение множество служб, больших и малых. Их даже нет смысла перечислять, поскольку каждый день создаются новые и отмирают старые. Некоторые службы объединяются, некоторые, наоборот, как амебы, делятся на части – словом, живут полноценной интернет-жизнью.
В этой книге мы рассмотрим только самые главные, самые популярные службы Интернета:
• Всемирную паутину World Wide Web (WWW);
• электронную почту E-mail;
• интернет-пейджинг.
Для того чтобы получить доступ к той или иной службе Интернета, необходима компьютерная программа, которая называется клиентом.
Как всегда, там, где начинается терминология, заканчивается порядок. Термин «клиент» в интернет-технологиях означает и программу, работающую с выбранным сервисом, и самого человека-клиента в обычном смысле этого слова. Придется уж вам выбирать по смыслу, о каком значении слова в данном случае идет речь. Автор, ей-богу, в этой путанице не виноват.
Многие современные программы-клиенты, например интернет-браузеры, умеют работать с несколькими службами, поэтому, если вы получаете письма по e-mail от случая к случаю, вам нет нужды пользоваться отдельным почтовым клиентом – возможностей Mozilla Firefox или Opera хватит за глаза, – но вот если вы работаете с почтой каждый день – добро пожаловать в главу про The Bat!
Большинство служб Интернета основаны на технологии «клиент-сервер», в основе которой лежит теория массового обслуживания.
Теория массового обслуживания – это раздел теории вероятностей, который изучает потоки требований на обслуживание, поступающие в системы представления услуг, потоки услуг, создаваемых этими системами, длительности очередей ожидания и их зависимости от правил обслуживания, которые еще иногда называют дисциплиной обслуживания.
Применения теории массового обслуживания окружают нас со всех сторон – от определения количества троллейбусов на линии и количества хлеба, которое ежедневно нужно завозить в булочную, до ширины проезжей части автомобильных дорог.
В соответствии с этой теорией проектируют автоматические телефонные станции и составляют расписания поездов дальнего следования и электричек. В часы пик, когда потребность в транспорте растет, количество троллейбусов или электричек на линии тоже увеличивается, а ночью, когда пассажиров мало, мало и транспорта.
Но все равно иногда случаются сбои. Вы пробовали позвонить по сотовому телефону своим друзьям сразу после боя курантов в новогоднюю ночь? Скорее всего, вы услышите короткие гудки, которые свидетельствует о том, что количество заявок на обслуживание временно превысило возможности сервера по их удовлетворению. Конечно, можно и увеличить пропускную способность сотовой сети, но тогда бо?льшую часть времени часть мощностей будет простаивать, а это невыгодно.
Автор хорошо помнит, как 11 сентября миллионы людей бросились на новостные сайты, чтобы узнать хоть что-то новое о трагедии башен-близнецов, и серверы начали один за другим «падать», не выдержав чудовищной перегрузки.
Каждое наше обращение к какому-либо серверу – это и есть требование на обслуживание. Приняв его, сервер анализирует требование, и, если оно составлено правильно, пользователь имеет права доступа к этой службе, и если сервер в состоянии предоставить запрошенную услугу, мы ее получим.
Но существует еще одна технология получения услуг в Интернете, которая получила название пиринга.[11] Поясним смысл этой технологии на примере.
Предположим, вы записаны в библиотеку. Тогда для того, чтобы получить нужную книгу, вы должны прийти в библиотеку (зайти на сервер), попросить нужную книгу (выдать требование на обслуживание) и получить ее, то есть в терминах теории массового обслуживания получить услугу. Классическая технология клиент-сервер, не так ли?
В пиринговой сети все по-другому. Это тоже библиотека (сервер), но все книги хранятся на руках у читателей. На сервере есть только информация о том, у кого какая книга на руках и кто где живет. Получив адрес, вам остается только забрать нужную книгу, а на сервере будет сделана отметка, что книга перешла к вам.