Глобальная сеть Internet (Интернет) — самая крупная и единственная в своем роде сеть в мире. Среди глобальных сетей она занимает уникальное положение. Правильнее ее рассматривать как некоторую надсеть — объединение многих сетей, сохраняющих самостоятельное значение. Действительно, Интернет не имеет ни четко выраженного владельца, ни национальной принадлежности. Любая сеть может иметь связь с Интернетом и, следовательно, рассматриваться как его часть, если в ней используются принятые для Интернета протоколы TCP/IP или имеются конверторы в протоколы TCP/IP. Практически все сели национального и регионального масштабов имеют выход в Интернет.

Типичная территориальная (национальная) сеть имеет иерархическую структуру.

Верхний уровень — федеральные узлы, связанные между собой магистральными каналами связи. Магистральные каналы физически организуются на ВОЛС или на спутниковых каналах связи. Средний уровень — региональные узлы, образующие региональные сети. Они связаны с федеральными узлами и, возможно, между собой выделенными высоко- или среднескоростными каналами, такими, как каналы Т1, E1, B-ISDN или радиорелейные линии. Нижний уровень — местные узлы (серверы доступа), связанные с региональными узлами преимущественно коммутируемыми или выделенными телефонными каналами связи, хотя заметна тенденция к переходу к высоко- и среднеско-ростным каналам. Именно к местным узлам подключают локальные сети малых и средних предприятий, а также компьютеры отдельных пользователей. Корпоративные сети крупных предприятий соединяют с региональными узлами выделенными высоко- или среднескоростными каналами.

Основные услуги телекоммуникационных технологий — электронная почта, передача файлов, телеконференции, справочные службы (доски объявлений), видеоконференции, доступ к информационным ресурсам (информационным базам) сетевых серверов, мобильная сотовая связь, компьютерная телефония.


Электронная почта. Электронная почта (E-mail) — средство обмена сообщениями по электронным коммуникациям (в режиме off-line). Можно пересылать текстовые сообщения и архивированные файлы. В последних могут содержаться данные (например, тексты программ, графические данные) в различных форматах. В случае архивирования изображений возникает проблема выбора форматов кодирования. Функции клиента — составление, отправление, архивирование сообщений.

Разработан ряд альтернативных протоколов электронной почты для прикладного уровня. Наиболее популярны среди них протоколы SMTP в стеке протоколов TCP/IP и Х.400 в модели ISO. Расширение числа возможных кодировок и форматов данных по сравнению с SMTP сделано в MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions). На их базе разработано программное обеспечение E-mail, способное работать в обоих протоколах. Оно включает программы почтовых серверов и клиентов. Применение MIME упрощает пересылку графических и звуковых файлов, реализацию шифрования и электронной подписи.

На ЭВМ пользователя должна быть установлена программа-клиент, поддерживающая названные выше функции создания, передачи и приема сообщений. На почтовом сервере, выделяемом в корпоративной или локальной сети, организуется промежуточное хранение поступающих сообщений. Связь индивидуальных пользователей с почтовым сервером осуществляется по протоколам IMAP или РОРЗ. Для индивидуального пользователя, общающегося с другими абонентами по телефонной сети общего пользования, такое промежуточное хранение возможно в собственном компьютере, но тогда требуется либо круглосуточное включение компьютера, либо предварительная договоренность о времени связи.

В территориальных сетях почтовые сообщения проходят через ряд промежуточных федеральных или региональных узлов. В таких узлах устанавливается программное обеспечение (так называемый агент передачи сообщений), выполняющее функции сортировки и маршрутизации сообщений.

Примерами программных систем электронной почты, выполняющих все отмеченные функции E-mail, могут служить Lotus сс: mail, Microsoft Mail или Outlook Express. Они позволяют адресовать сообщения индивидуальному пользователю; на доску объявлений; на последовательный просмотр несколькими исполнителями с возможностями коррекции сообщения; поиск сообщений, пришедших в почтовый сервер, по контексту, по адресу, по времени отправки.

Письма в E-mail состоят из заголовка и тела (текста). В заголовке указывается, кому предназначено письмо, от кого оно поступило, кому посланы копии, дата отправки, указатель ключа, по которому пользователь может определить ключ для декодирования текста. В протоколе IMAP (Internet Message Access Protocol) сначала клиенту передается заголовок, а текст остается на сервере, затем пользователь при желании может получить и весь текст. В протоколе РОРЗ при обращении к почтовому серверу на клиентский узел переписывается все сообщение.


Файловый обмен. Файловый обмен — доступ к файлам, распределенным по различным компьютерам. В сети Internet на прикладном уровне используется протокол FTP. Доступ возможен в режимах off-line и on-line. В режиме off-line посылается запрос к FTP-серверу, сервер формирует и посылает ответ на запрос. В режиме on-line осуществляется интерактивный просмотр каталогов FTP-сервера, выбор и передача нужных файлов. На ЭВМ пользователя нужен FTP-клиент. Доступ к базам данных удаленных ЭВМ с эмуляцией удаленной машины на ЭВМ пользователя выполняется с помощью протокола Telnet.


Телеконференции и «доски объявлений». Телеконференции доступ к информации, выделенной для группового использования в отдельных конференциях (newsgroups).

Возможны глобальные и локальные телеконференции. Включение материалов в newsgroups, рассылка извещений о новых поступивших материалах, выполнение заказов — основные функции программного обеспечения телеконференций. Возможны режимы E-mail и on-line.

Самая крупная система телеконференций — USENET. В USENET информация организована иерархически. Сообщения рассылаются или лавинообразно, или через списки рассылки. В режиме on-line можно прочитать список сообщений, а затем и выбранное сообщение. В режиме off-line из списка выбирают сообщение и на него посылают заказ.

Существуют также средства аудиоконференций (голосовых телеконференций). Вызов, соединение, разговор происходят для пользователя как в обычном телефоне, но связь идет через Интернет.

Электронная «доска объявлений» BBS (Bulletin Board System) — технология, близкая по функциональному назначению к телеконференции, позволяет централизованно и оперативно направлять сообщения для многих пользователей. Программное обеспечение BBS сочетает в себе средства электронной почты, телеконференций и обмена файлами. Примеры программ, в которых имеются средства BBS, Lotus Notes, World-group.

В системах принудительной доставки информации (push-технология) подписчики без дополнительных запросов снабжаются часто обновляемой информацией.


Видеоконференции. Видеоконференция — способ связи, включающий передачу видеоизображений по телекоммуникационным каналам связи с возможностями интерактивного общения (в режиме on-line). Очевидно, что требования к пропускной способности каналов передачи данных в видеоконференциях существенно выше, чем в обычных телеконференциях. Видеоконференции стали доступными (для достаточно крупных организаций) после развития высокоскоростных каналов связи и эффективных алгоритмов сжатия данных при их передаче.
Аналоговое телевидение — самый дорогой вид видеоконференций при высоком качестве передачи динамических изображений. Требуется полоса около 5 МГц, что при кодово-импульсной модуляции и кодировании отсчетов восьмибитовыми комбинациями эквивалентно пропускной способности каналов 80 Мбит/с.

В остальных способах требования к пропускной способности существенно снижены благодаря сжатию информации с помощью устройств кодирования, называемых кодеки (кодек — совокупность первых слогов слов «кодирование» и «декодирование»).

Специализированная видеокопференц-система включает дистанционно управляемую видеокамеру, монитор с большим экраном, микрофоны, динамики, устройство для считывания графических документов, кодеки.

Цифровые видеотелефоны используют для оперативного делового общения. Состав комплекта аппаратуры: видеокамера, монитор, микрофон, динамик, кодек. Связь чаще всего организуется по цифровым каналам (ISDN). Не требуется высокого качества изображения, этот способ обходится значительно дешевле аналогового телевидения.

Схема организации удаленного доступа во многом определяется теми глобальными транспортными службами, которые доступны в точках нахождения многочисленных клиентов удаленного доступа.

Кроме степени распространенности необходимо учитывать и стоимость глобальной службы. С учетом этих двух обстоятельств наиболее часто для организации удаленного доступа используют услуги телефонных сетей общего пользования — аналоговых и, если это возможно, ISDN. Только эти сети пока могут обеспечить дешевый доступ практически из любого географического пункта. Правда, услуги ISDN доступны только в городах, и то фрагментарно. Обычно для подключения офиса по ISDN нужно предварительно заключить договор на такую услугу с оператором связи, после чего в течение нескольких недель подводят абонентское окончание ISDN с соответствующей аппаратурой передачи данных. Услуги выделенных каналов экономически оправданы только при подключении небольшого числа крупных подразделений предприятия, а для отдельных пользователей ее применение не всегда экономически оправдано. Правда, в последнее время ситуация в этой области начинает улучшаться, так, технология xDSL, организующая выделенный канал до ближайшей АТС обладает доступной стоимостью даже для индивидуального пользователя. Выделенный же канал к узлу поставщика услуг, который удален от помещения пользователя на значительное расстояние, превышающее возможности телефонного абонентского окончания, т. е. свыше 3 - 6 км, остается доступным только корпоративным пользователям. Экономические аспекты удаленного доступа должны учитывать способ его оплаты и интенсивность использования, которое обычно оценивают количеством часов загруженности глобальных каналов в месяц. Практически все транспортные службы удаленного доступа, связанные с коммутируемыми каналами, оплачиваются повременно, а в транспортных службах постоянных каналов схема оплаты помесячная, не зависящая от загрузки канала. Например, доступ через аналоговую телефонную сеть или ISDN оплачивают повременно, а доступ через выделенный канал 64 кбит/с или постоянный канал 64 кбит/с в сети frame relay оплачивают фиксированной месячной суммой.

Удаленный международный или междугородный доступ отдельных пользователей всегда реализовывался по схеме, основанной на международной или на междугородной телефонной сети.
Публичные территориальные сети с коммутацией пакетов (в основном сети Х.25) не были так широко распространены, чтобы командированный в любой город сотрудник мог получить доступ к этой сети, а через нее — к маршрутизатору или серверу удаленного доступа своего предприятия. Поэтому удаленные пользователи непосредственно звонили по телефонной сети на сервер удаленного доступа своего предприятия, не считаясь с затратами на международные или междугородные переговоры. Однако сегодня очень часто служба международной сети с коммутацией пакетов имеется во многих городах, и чаще всего это служба Интернета. Поэтому стала возможной двухступенчатая связь удаленного пользователя со своей корпоративной сетью сначала выполняется доступ по городской телефонной сети к местному поставщику услуг Интернета, а затем через Интернет пользователь соединяется со своей корпоративной сетью. Такой вариант может значительно удешевить доступ по сравнению с непосредственным подключением через междугородные АТС.

Промежуточная телефонная сеть делает доступ через Интернет к корпоративной сети весьма медленным. В последнее время появилось несколько решений, позволяющих пользователю получить достаточно быстрый доступ к Интернету через существующие инфраструктуры абонентских окончаний телефонных сетей и сетей кабельного телевидения.

Сегодня многие поставщики услуг и операторы связи начали активно внедрять различные варианты цифровых абонентских сетей (DSL). Наибольшее внимание специалистов привлекла технология ас-симетричной абонентской линии (Asymmetric Digital Subscriber Line, ADSL), но помимо нее пользователям предложены также службы симметричной абонентской линии (SDSL) и сверхбыстрой цифровой абонентской линии (VDSL). Цифровые абонентские окончания появились достаточно давно впервые их ввели первичные сети каналов Т1/Е1.

Цифровое абонентское окончание сети HDSL работает по четырех-проводной линии со скоростью до 1,544 или 2,048 Мбит/с. Цифровое абонентское окончание сети ISDN работает по двухпроводному окончанию со скоростью 128 кбит/с.

Перечисленные выше технологии рассчитаны на высокоскоростную передачу данных на коротком отрезке витой пары, соединяющем абонента с ближайшей АТС, т. е. на решение проблемы «последней мили», отделяющей потребителя от поставщика услуг. В то время как обычные модемы (V.34, V.90) рассчитаны на работу с полосой пропускания в 3100 Гц через сеть с произвольным числом коммутаторов, модемы xDSL могут получить в свое распоряжение полосу порядка 1 МГц — эта величина зависит от длины кабеля до АТС и сечения используемых проводов. Отличия условий работы модемов xDSL от обычных модемов показаны на рис. 1 на примере ADSL-модемов.

ADSL-модемы, подключаемые к обоим концам короткой линии между абонентом и АТС, образуют три канала: быстрый канал передачи данных из сети в компьютер, менее быстрый канал передачи данных из компьютера в сеть и простой канал телефонной связи, по которому осуществляются обычные телефонные разговоры. Передача данных в канале «сеть абонент» происходит со скоростью от 1,5 до 6 Мбит/с, в канале «абонент-сеть» — со скоростью от 16 кбит/с до 1 Мбит/с. Конкретная скорость передачи зависит от длины и качества линии. Ассиметричный характер скорости передачи данных вводится специально, так как удаленный пользователь Интернета или корпоративной сети обычно загружает данные из сети в свой компьютер, а в обратном направлении идут либо квитанции, либо поток данных существенно меньшей скорости. Для получения асимметрии скорости полоса пропускания абонентского окончания делится между каналами также асимметрично. На дальнем конце абонентского окончания должен располагаться так называемый мультиплексор доступа ADSL-ADSLAM Этот мультиплексор выделяет подканалы из общего канала и отправляет голосовой подканал с частотой 3100 Гц на АТС, а высокоскоростные каналы данных направляет на маршрутизатор, который должен находиться рядом с ADSLAM. Одно из главных преимуществ технологии ADSL по сравнению с аналоговыми модемами и протоколами ISDN и HDSL заключается в том, что поддержка голоса никак не отражается на параллельной передаче данных по двум быстрым каналам, по скольку технология ADSL основана на принципах разделения частот, благодаря чему голосовой канал надежно отделен от двух других каналов передачи данных. Хотя технологии ISDN и HDSL поддерживают режим обычной телефонной связи, для ее установления они требуют орг анизации специального канала с пропускной способностью 64 кбит/с.

Маршрутизатор, расположенный в здании АТС, должен соединяться выделенным высокоскоростным каналом с другим маршрутизатором Интернета (или другой сети с коммутацией пакетов). Если центральная сеть предприятия подключена к Интернету через выделенный высокоскоростной канал, то все удаленные пользователи, у которых установлены модемы ADSL, получают высокоскоростной доступ к сети своего предприятия на rex же телефонных каналах, которые всегда соединяли их с городской АТС.

Широкое распространение технологий xDSL должно сопровождаться некоторой перестройкой работы поставщиков услуг Интернета и телефонных сетей, так как их оборудование должно теперь работать совместно.

Скорости каналов ADSL существенно зависят от качества физической линии, сечения ее проводников и расстояния между модемом и ADSLAM. Чем больше это расстояние, тем ниже скорости. Обычно модем позволяет изменять скорость передачи данных, поэтому при установке его на определенное абонентское окончание можно подобрать оптимальный режим работы, обеспечивающий при удовлетворительном качестве передачи максимально возможную скорость.

Технология SDSL позволяет на одной паре абонентского окончания организовать два симметричных канала передачи данных. Канал тональной частоты в этом случае не предусмотрен. Обычно скорость в восходящем и нисходящем направлениях составляет 2 Мбит/с, но, как и у технологии ADSL, эта скорость зависит от качества линии и расстояния до ADSLAM.

Кроме абонентских окончаний телефонных сетей в последнее время для скоростного доступа к Интернету стали применять абонентские окончания кабельного телевидения. Для этих целей уже разработан специальный вид модемов - кабельные модемы. В кабельных модемах используется имеющийся коаксиальный 75-омный телевизионный кабель для передачи данных из сети в компьютер со скоростью до 30 Мбит/с, а из компьютера в сеть — со скоростью до 10 Мбит/с. При этом качество передаваемых сигналов очень высокое.