Блокчейн был бы невозможен без возникновения Интернета и его постоянного развития. Поскольку основой функционирования блокчейн-технологии является Интернет, следует несколько слов сказать о возникновении и развитии глобальной информационно-телекоммуникационной сети Интернет. В работе не ставится цель объяснить читателю, как работает сеть Интернет на технологическом уровне, а лишь рассматриваются основные положения, которые влияют на особенности функционирования блокчейн-технологии.
Возникновение Интернета стало следствием необходимости удовлетворения потребности человечества в соединении нескольких компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга. Прародителем интернет-сети стала телефонная сеть, которая обеспечивала доступ к одному мощному компьютеров с нескольких устройств, удаленных друг от друга на многие тысячи километров (так называемая связь терминал компьютер). В дальнейшем появились сети компьютер компьютер. Точкой отсчета появления Интернета в том виде, в котором мы его понимаем сейчас, можно считать 1957 год, именно тогда Министерству обороны США понадобилась некая система для быстрой и надежной передачи данных, на помощь в этом вызвалась организация под названием DARPA, собравшая четыре научных учреждения для создания уникальной, ранее не существующей компьютерной сети. В 1969 году результатом их работы выступила новейшая созданная компьютерная сеть, названная ARPANET, объединившая в себе эти четыре учреждения. Позднее сеть подверглась быстрому развитию, и к ней стали присоединяться новые учреждения. В конце 1969 года состоялся первый сеанс передачи данных, который по праву ознаменовал рождение Интернета[7]. Сеть APRANET объединяла компьютеры разных типов, работавших под управлением различных операционных систем с дополнительными модулями, реализующими коммуникационные протоколы, общие для всех компьютеров в сети. Изначально уступавший по качеству и скорости связи локальным сетям, Интернет по праву можно считать самой быстрорастущей технической системой в истории человечества. По данным ТАСС, более 53 % населения Земли, или 4,1 млрд человек в настоящее время имеют доступ к Интернету[8]. Число устройств, подключенных к Интернету во всем мире, в настоящее время превышает 22 миллиарда.
Прежде чем переходить к рассмотрению общих принципов функционирования сети Интернет, необходимо прежде осветить важнейший стандарт в этой сфере. В начале 80-х годов рядом международных организаций по стандартизации, включая International Organization for Standardization (ISO), была разработана стандартная модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection или OSI). Модель OSI была разработана на основании опыта, полученного при создании компьютерных сетей, в основном глобальных, и полное описание этой модели занимает более 1000 страниц текста[9]. Модель OSI определяет уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов, стандартные названия уровней и функции, которые должен выполнять каждый уровень, и описывает только системные средства взаимодействия, не включая при этом средства взаимодействия приложений конечных пользователей. В модели OSI средства взаимодействия разделены на семь уровней прикладной, представления, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический.
Физический уровень (physical layer) имеет дело с передачей потока битов по физическим каналам связи. Функции физического уровня реализуются на всех без исключения устройствах, которые подключены к сети. Единицей нагрузки физического уровня является бит или, если быть более точным, поток битов, которые нужно доставить физический уровень не обрабатывает информацию.
Канальный уровень (data link layer) обеспечивает прозрачность соединения для сетевого уровня и ответственен за доставку данных адресату и их целостность. Для этого он выполняет следующие функции: устанавливает логическое соединение между взаимодействующими узлами, согласовывает в рамках соединения скорости передатчика и приемника информации и обеспечивает надежную передачу данных, а также обнаружение и коррекцию ошибок. Единицей нагрузки канального уровня является кадр (frame), состоящий из поля данных и заголовка. На этом уровне осуществляется адресация в сети посредством реализации еще одной функции канального уровня связи функции управления доступом к среде (Medium Access Control или MAC). Следует отметить, что протокол канального уровня работает в пределах сети, входящей в виде одного из элементов в более крупную сеть, части которой объединены протоколами сетевого уровня. Адреса, с которыми работает протокол канального уровня, используются для доставки кадров только в пределах этой сети, а для перемещения единиц нагрузки между сетями применяется протокол и адреса следующего сетевого уровня.
Сетевой уровень (network layer) служит для образования единой транспортной системы и называемой составной сетью, или интернетом. Следует отметить, что Интернет (с прописной буквы) является реализацией как раз составной сети, построенной на основе технологии TCP/IP. Единицей нагрузки сетевого уровня является пакет (packet), заголовок которого имеет унифицированный формат, не зависящий от формата единиц нагрузки предыдущего уровня. Функции сетевого уровня реализуются группой протоколов и специальными устройствами маршрутизаторами, посредством которых осуществляется физическое соединение сетей. Для того чтобы протоколы сетевого уровня могли доставлять пакеты любому узлу составной сети, эти узлы должны иметь уникальные в пределах этой составной сети адреса такие адреса называются глобальными или сетевыми. На сетевом уровне определяются два вида протоколов маршрутизируемые протоколы (реализуют продвижение пакетов через сеть) и маршрутизирующие протоколы (с их помощью осуществляется выбор маршрута движения пакетов).