Межсетевое взаимодействие — это практика соединения нескольких компьютерных сетей , [1] : 169 таким образом, что любая пара хостов в соединенных сетях может обмениваться сообщениями независимо от их сетевой технологии на уровне оборудования. Полученная система взаимосвязанных сетей называется межсетевым взаимодействием , или просто интернетом .
Наиболее ярким примером межсетевого взаимодействия является Интернет , сеть сетей, основанная на многих базовых аппаратных технологиях. Интернет определяется единой глобальной системой адресации , форматом пакетов и методами маршрутизации , предоставляемыми Интернет-протоколом . [2] : 103
Термин «межсетевое взаимодействие» представляет собой комбинацию компонентов « между » и «сетевой» . Более ранний термин для межсетевого взаимодействия — «catenet» [3] , краткая форма от «(con)catenating networks» [(кон)катенация сетей ].
Межсетевое взаимодействие, представляющее собой комбинацию компонентов « inter» (между) и «networking» , изначально рассматривалось как способ соединения разнородных типов сетевых технологий, но получило широкое распространение в связи с растущей потребностью в соединении двух или более локальных сетей через некую глобальную сеть .
Первой международной гетерогенной сетью совместного использования ресурсов стало соединение ARPANET с ранними британскими академическими сетями в 1973 году через факультет компьютерных наук в Университетском колледже Лондона (UCL). [4] [5] [6] В ARPANET сетевые элементы, используемые для соединения отдельных сетей, назывались шлюзами , но этот термин был устарел в этом контексте из-за возможной путаницы с функционально различными устройствами. К 1973-4 годам исследователи во Франции, США и Великобритании разработали подход к межсетевому взаимодействию, в котором различия между сетевыми протоколами были скрыты за счет использования общего межсетевого протокола, и вместо того, чтобы сеть отвечала за надежность, как в ARPANET, ответственность несли хосты, как было продемонстрировано в сети CYCLADES . [7] [8] [9] Исследователи из Xerox PARC изложили идею Ethernet и универсального пакета PARC (PUP) для межсетевого взаимодействия. [10] [11] Исследования в Национальной физической лаборатории в Соединенном Королевстве подтвердили, что установление общего протокола хоста будет более надежным и эффективным. [12] Соединение ARPANET с UCL позже превратилось в SATNET . В 1977 году ARPA продемонстрировала эксперимент по трехстороннему межсетевому взаимодействию, который связал мобильное транспортное средство в PRNET с узлами в ARPANET, и, через SATNET, с узлами в UCL. Протокол X.25 , на котором основывались общедоступные сети передачи данных в 1970-х и 1980-х годах, был дополнен протоколом X.75, который сделал возможным межсетевое взаимодействие.
Сегодня шлюзы для соединения называются маршрутизаторами . Определение объединенной сети сегодня включает в себя соединение других типов компьютерных сетей, таких как персональные сети .
Catenet , сокращенная форма от (кон)катенирующие сети, является устаревшим термином для системы сетей связи с коммутацией пакетов, соединенных между собой через шлюзы . [3]
Термин был придуман Луи Пузеном в октябре 1973 года в записке, распространенной в Международной сетевой рабочей группе , [13] [14] позже опубликованной в статье 1974 года « Предложение по взаимодействию сетей пакетной коммутации» . [15] Пузен был пионером в технологии пакетной коммутации и основателем сети CYCLADES , в то время, когда сеть означала то, что сейчас называется локальной вычислительной сетью . Catenet была концепцией соединения этих сетей в сеть сетей со спецификациями для совместимости адресации и маршрутизации. Термин catenet был постепенно вытеснен краткой формой термина межсетевое взаимодействие, internet (строчная буква i ), когда протокол Internet заменил более ранние протоколы в ARPANET в начале 1980-х годов.
Для построения объединенной сети необходимо следующее: [2] : 103 Стандартизированная схема адресации пакетов любому хосту в любой участвующей сети; стандартизированный протокол, определяющий формат и обработку передаваемых пакетов; компоненты, соединяющие участвующие сети путем маршрутизации пакетов к местам назначения на основе стандартизированных адресов.
Другой тип взаимосвязи сетей часто встречается в пределах предприятий на уровне канала сетевой модели, т. е. на аппаратно-центричном уровне ниже уровня логических интерфейсов TCP/IP. Такая взаимосвязь осуществляется с помощью сетевых мостов и сетевых коммутаторов . Иногда это неправильно называют межсетевым взаимодействием, но полученная система представляет собой просто большую единую подсеть , и для прохождения этих устройств не требуется никакого межсетевого протокола , такого как протокол Интернета . Однако единую компьютерную сеть можно преобразовать в межсетевое взаимодействие, разделив сеть на сегменты и логически разделив трафик сегмента с помощью маршрутизаторов и имея программный уровень межсетевого взаимодействия, который используют приложения.
Интернет-протокол разработан для предоставления ненадежного (не гарантированного) пакетного сервиса по сети. Архитектура избегает промежуточных сетевых элементов, поддерживающих какое-либо состояние сети. Вместо этого эта функция назначается конечным точкам каждого сеанса связи. Для надежной передачи данных приложения должны использовать соответствующий протокол транспортного уровня , такой как протокол управления передачей (TCP), который обеспечивает надежный поток . Некоторые приложения используют более простой транспортный протокол без установления соединения, протокол пользовательских датаграмм (UDP), для задач, которые не требуют надежной доставки данных или требуют обслуживания в реальном времени, таких как потоковая передача видео [16] или голосовой чат.
Для описания протоколов и методов, используемых в межсетевом взаимодействии, обычно используются две архитектурные модели. Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI) была разработана под эгидой Международной организации по стандартизации (ISO) и обеспечивает строгое описание функций протоколов на уровне от базового оборудования до концепций программного интерфейса в пользовательских приложениях. Межсетевое взаимодействие реализовано на сетевом уровне (уровне 3) модели.
Internet Protocol Suite , также известный как модель TCP/IP, не был разработан для соответствия модели OSI и не ссылается на нее ни в одной из нормативных спецификаций в Request for Comments и Internet standards . Несмотря на схожий внешний вид многоуровневой модели, он имеет гораздо менее строгую, слабо определенную архитектуру, которая касается только аспектов стиля сетей в своем собственном историческом происхождении. Он предполагает наличие любой подходящей аппаратной инфраструктуры, не обсуждая аппаратно-специфические низкоуровневые интерфейсы, и что хост имеет доступ к этой локальной сети, к которой он подключен через интерфейс канального уровня.
В течение периода в конце 1980-х и начале 1990-х годов сообщество сетевых инженеров было поляризовано из-за внедрения конкурирующих наборов протоколов, широко известных как Войны протоколов . Было неясно, какая из модели OSI и набора протоколов Интернета приведет к лучшим и наиболее надежным компьютерным сетям. [17] [18] [19]
Термин "catenet" был введен Л. Пузеном в 1974 г.
С самого начала проекта мы стремились не только проводить инновационные исследования, но и предоставлять сетевые услуги группам из Великобритании и США, которые хотели сотрудничать.
Но сама сеть ARPANET теперь стала островом, не имеющим связей с другими возникшими сетями. К началу 1970-х годов исследователи во Франции, Великобритании и США начали разрабатывать способы соединения сетей друг с другом, процесс, известный как межсетевое взаимодействие.
Авторы хотели бы поблагодарить ряд коллег за полезные комментарии во время ранних обсуждений международных сетевых протоколов, особенно R. Metcalfe, R. Scantlebury, D. Walden и H. Zimmerman; D. Davies и L. Pouzin, которые конструктивно прокомментировали вопросы фрагментации и учета; и S. Crocker, который прокомментировал создание и разрушение ассоциаций.
В начале 1970-х годов г-н Пузен создал инновационную сеть передачи данных, которая связала местоположения во Франции, Италии и Великобритании. Ее простота и эффективность указали путь к сети, которая могла бы соединять не просто десятки машин, а миллионы из них. Она захватила воображение доктора Серфа и доктора Кана, которые включили аспекты ее дизайна в протоколы, которые теперь питают интернет.