Межсетевое взаимодействие — это практика соединения нескольких компьютерных сетей , [1] : 169 , при которой любая пара хостов в подключенных сетях может обмениваться сообщениями независимо от сетевой технологии их аппаратного уровня. Получающаяся в результате система взаимосвязанных сетей называется объединенной сетью или просто Интернетом .
Наиболее ярким примером межсетевого взаимодействия является Интернет — сеть сетей, основанная на множестве базовых аппаратных технологий. 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 «сеть» . Более ранний термин для объединенной сети — catenet , [3] краткая форма (кон)катенации сетей .
Межсетевое взаимодействие, комбинация компонентов « между » и сетью , началось как способ соединения разрозненных типов сетевых технологий, но оно получило широкое распространение благодаря развивающейся необходимости соединять две или более локальные сети через какую-то глобальную сеть .
Первой международной сетью совместного использования гетерогенных ресурсов стало соединение ARPANET с ранними британскими академическими сетями в 1973 году через факультет компьютерных наук Университетского колледжа Лондона (UCL). [4] [5] [6] В ARPANET сетевые элементы, используемые для соединения отдельных сетей, назывались шлюзами , но этот термин в этом контексте устарел из-за возможной путаницы с функционально разными устройствами. К 1973–1974 годам исследователи в США, Великобритании и Франции разработали подход к объединению сетевых сетей, при 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 за это взяли на себя хосты, как это продемонстрировано в сети CYCLADES . [7] [8] [9] Исследования Национальной физической лаборатории Великобритании подтвердили, что создание общего протокола хоста будет более надежным и эффективным. [10] Соединение ARPANET с UCL позже превратилось в SATNET . В 1977 году ARPA продемонстрировала эксперимент по трехстороннему объединению сетей, который связал мобильное транспортное средство в PRNET с узлами в ARPANET и через SATNET с узлами в UCL. Протокол X.25 , на котором базировались общедоступные сети передачи данных в 1970-х и 1980-х годах, был дополнен протоколом X.75 , обеспечивающим межсетевое взаимодействие.
Сегодня соединяющие шлюзы называются маршрутизаторами . Определение объединенной сети сегодня включает соединение других типов компьютерных сетей, таких как персональные сети .
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 соединения сетей часто происходит внутри предприятий на канальном уровне сетевой модели, т.е. на аппаратно-ориентированном уровне ниже уровня логических интерфейсов TCP/IP. Такое соединение осуществляется с помощью сетевых мостов и сетевых коммутаторов . Иногда это неправильно называют межсетевым взаимодействием, но в результате система представляет собой просто более крупную единую подсеть , и для взаимодействия между этими устройствами не требуется никакого межсетевого протокола , такого как Интернет-протокол . Однако одну компьютерную сеть можно преобразовать в объединенную сеть, разделив сеть на сегменты и логически разделив сегментный трафик с помощью маршрутизаторов и имея уровень программного обеспечения межсетевого взаимодействия, который используют приложения.
Интернет-протокол предназначен для обеспечения ненадежной (негарантированной) пакетной службы по сети. Архитектура позволяет избежать промежуточных элементов сети, поддерживающих любое состояние сети. Вместо этого эта функция назначается конечным точкам каждого сеанса связи. Для надежной передачи данных приложения должны использовать соответствующий протокол транспортного уровня , например протокол управления передачей (TCP), который обеспечивает надежный поток . Некоторые приложения используют более простой транспортный протокол без установления соединения, протокол пользовательских дейтаграмм (UDP), для задач, которые не требуют надежной доставки данных или требуют обслуживания в реальном времени, например потоковое видео [11] или голосовой чат.
Catenet , сокращенная форма (кон)катенации сетей, является устаревшей терминологией для системы сетей связи с коммутацией пакетов , соединенных между собой через шлюзы . [3]
Этот термин был придуман Луи Пузеном в октябре 1973 года в записке, распространенной среди Международной сетевой рабочей группы , [12] [13] позже опубликованной в статье 1974 года « Предложение по объединению сетей с коммутацией пакетов» . [14] Пузен был пионером в технологии коммутации пакетов и основателем сети CYCLADES в то время, когда под сетью подразумевалось то, что сейчас называется локальной сетью . Catenet — это концепция объединения этих сетей в сеть сетей со спецификациями совместимости адресации и маршрутизации. Термин катенет постепенно был вытеснен краткой формой термина «сетевая сеть», Интернет (строчная буква i ), когда Интернет-протокол заменил более ранние протоколы в ARPANET в начале 1980-х годов.
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 многоуровневого распределения функций протокола от базового оборудования до концепций программного интерфейса в пользовательских приложениях. Межсетевое взаимодействие реализовано на сетевом уровне (уровень 3) модели.
Набор протоколов Интернета , 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 запросе на комментарии и стандартах Интернета . Несмотря на схожий внешний вид с многоуровневой моделью, она имеет гораздо менее строгую, слабо определенную архитектуру, которая касается только аспектов стиля сети в ее 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 конца 1980-х и начала 1990-х годов сообщество сетевых инженеров было поляризовано по поводу внедрения конкурирующих наборов протоколов, широко известных как « войны протоколов» . Было неясно, какая из моделей OSI и набора протоколов Интернета приведет к созданию лучших и наиболее надежных компьютерных сетей. [15] [16] [17]
Термин «катенет» был введен Л. Пузеном в 1974 году.
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 ARPANET теперь стала островом, не имеющим связей с другими появившимися 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 Р. Меткалфа, Р. Скантлбери, Д. Уолдена и Х. Циммермана; Д. Дэвис и Л. Пузен, конструктивно прокомментировавшие вопросы фрагментации и учета; и С. Крокер, комментировавшие создание и разрушение ассоциаций.
В начале 1970-х годов Пузен создал инновационную сеть передачи данных, которая связала места во Франции, Италии и Великобритании. Ее простота и эффективность указали путь к сети, которая могла бы соединить не только десятки машин, но и миллионы из них. Он захватил воображение доктора Серфа и доктора Кана, которые включили аспекты его конструкции в протоколы, которые сейчас поддерживают Интернет.