Необходимость обмениваться информацией на расстоянии существует издавна. Для этого придумано множество разных средств: почта и телеграф, телефон и радио... Теперь к ним добавилось еще одно средство -- компьютерные телекоммуникации16.
Для СЃРІСЏР·Рё компьютеров между СЃРѕР±РѕР№ РѕРЅРё объединяются РІ вычислительные сети. Р’ сети может быть всего несколько РР’Рњ, находящихся РІ РѕРґРЅРѕРј помещении, офисе или здании. РўРѕРіРґР° эта сеть называется локальной17 (ЛВС). РћРЅР° может существовать сама РїРѕ себе, Р° может Рё объединяться СЃ РґСЂСѓРіРёРјРё. Есть сети, охватывающие РіРѕСЂРѕРґ или целый регион. Существуют Рё всемирные -- глобальные18 сети.
Большинство сетей строится СЃ использованием выделенных серверов19 -- специальных мощных компьютеров, предоставляющих услуги РґСЂСѓРіРёРј компьютерам: доступ Рє информации РЅР° СЃРІРѕРёС… дисках, пересылку данных, возможность использования тех или иных периферийных устройств (например, принтера) Рё С‚. Рґ. РРЅРѕРіРґР° РІ качестве сервера используют просто достаточно мощный персональный компьютер, РЅРѕ чаще это -- специально разработанная машина, рассчитанная РЅР° непрерывную работу РІ течении РјРЅРѕРіРёС… месяцев, СЃ устройствами РґРёСЃРєРѕРІРѕР№ памяти повышенной надежности, резервированием блоков, Р° зачастую Рё возможностью замены неисправного блока без выключения сервера. Компьютеры, пользующиеся услугами сервера, обычно называют клиентами.
Небольшие локальные сети нередко строятся так, что каждый компьютер может предоставить свои ресурсы остальным. Такие сети называются одноранговыми.
Для передачи данных РІ локальных сетях используются специальные линии СЃРІСЏР·Рё, чаще всего -- кабельные, Р° РІ последнее время Рё оптоволоконные. РџСЂРё СЃРІСЏР·Рё РЅР° больших расстояниях прокладка таких линий имеет смысл, если необходимы высокая скорость передачи Рё повышенная надежность. Р’ большинстве же случаев выгоднее воспользоваться уже существующими линиями общего назначения, например, телефонными. Однако РїСЂРё этом возникает РѕРґРЅР° техническая проблема: телефонные линии предназначены для передачи Р·РІСѓРєРѕРІРѕРіРѕ -- непрерывно изменяющегося сигнала (такие сигналы называют аналоговыми). Рђ компьютер передает сигнал, изменяющийся скачкообразно (дискретный). Поэтому возникает необходимость сначала преобразовать дискретный сигнал РІ аналоговый, Р° после передачи выполнить обратное преобразование. Рту задачу решает РѕСЃРѕР±РѕРµ устройство -- модем (модулятор-демодулятор). Модем может быть внешним, подключающимся Рє РѕРґРЅРѕРјСѓ РёР· последовательных портов компьютера, Рё внутренним -- устанавливающимся внутрь системного блока.
Пожалуй, наиболее важной для пользователя характеристикой модема является скорость, с которой передается информация. Она измеряется в битах в секунду (бит/с)20. Первые модемы передавали данные со скоростью до 300 бит/с, скорость же современных достигает 33600 бит/с и даже больше.
За какое время можно будет передать страницу текста (примерно 2500 символов)? Каждый символ кодируется одним байтом, значит, страница -- 2500 байт = 2500 x 8 бит = 20000 бит. На скорости 300 бит/с для ее передачи потребовалось бы 20000 бит : 300 бит/с = 67 с -- более минуты. При скорости же 28800 бит/с время передачи будет меньше одной секунды21.
Передать больше информации за то же время можно не только увеличив скорость, но и сжав данные. Причем для этого совсем не обязательно использовать какие-либо программы-компрессоры. Большинство современных модемов умеют сжимать передаваемую информацию "на лету".
Рљ сожалению, даже специализированные каналы СЃРІСЏР·Рё, Р° тем более, телефонные линии далеко РЅРµ идеальны. Существуют шумы Рё помехи, искажающие сигнал, РјРѕРіСѓС‚ происходить кратковременные пропадания сигнала Рё С‚. Рї. Рђ ведь РІ большинстве случаев достаточно РѕРґРЅРѕРіРѕ неверного бита, чтобы полученной информацией было невозможно воспользоваться. Ртут РЅР° помощь РїСЂРёС…РѕРґРёС‚ коррекция ошибок. Рдея состоит РІРѕС‚ РІ чем: РІСЃРµ данные разбиваются РЅР° фрагменты определенной длины (например, РїРѕ 128 Р±РёС‚) -- блоки, РїСЂРё передаче каждого блока вместе СЃ РЅРёРј передается контрольная СЃСѓРјРјР°, вычисленная определенным СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј РЅР° РѕСЃРЅРѕРІРµ всех байт блока. Принимающий модем СЃРЅРѕРІР° находит контрольную СЃСѓРјРјСѓ Рё сравнивает это значение СЃ полученным РѕС‚ передающего. Если числа совпали -- считается, что блок РїСЂРёРЅСЏС‚ верно, РІ противном случае передача повторяется. Очевидно, что чем ниже качество линии СЃРІСЏР·Рё, тем чаще возникает необходимость повторной передачи блоков, Р° РІ результате -- гораздо большие (зачастую, РІ несколько раз) затраты времени.
Для пользователя гораздо важнее не то, сколько бит посылает модем в линию, а количество действительно переданной информации. Учитывая это, во многих случаях предпочитают говорить о реальной скорости передачи, измеряя ее в символах в секунду (cps22).
В компьютерных сетях должны совместно работать различные компьютеры, различные модемы, различные программы. Чтобы все это могло правильно взаимодействовать, работа сетей подчиняется особым соглашениям -- протоколам, определяющим все: характеристики линий связи, представление данных, коррекцию ошибок, способы адресации сообщений, взаимодействие программ и многое другое.
РџСЂРё разработке модемов также учитывается СЂСЏРґ протоколов. Рто, РІ первую очередь, рекомендации Международного СЃРѕСЋР·Р° электросвязи23. Каждая рекомендация, определяющая передачу данных РїРѕ телефонным каналам, имеет СЃРІРѕРµ обозначение. РћРЅРѕ состоит РёР· латинской Р±СѓРєРІС‹ "V"24 Рё номера. Например, рекомендация V.34 определяет передачу РЅР° скоростях РґРѕ 28800 Р±РёС‚/СЃ. Современные модемы работают Рё СЃ большими скоростями (33600 Р±РёС‚/СЃ Рё даже 56000 Р±РёС‚/СЃ). Рђ РІРѕС‚ протоколы, определяющие коррекцию ошибок (V.42) Рё сжатие данных (V.42bis25), поддерживают практически РІСЃРµ -- РЅРµ слишком старые -- модемы. Да ведь без коррекции ошибок РЅР° наших СЂРѕСЃСЃРёР№СЃРєРёС… линиях Рё РЅРµ обойтись.
Заметим, что передача данных по телефонным линиям имеет много общего с работой телефакса, поэтому можно почти не усложняя конструкцию модема научить его работать и с факсами -- получится устройство, называемое факс-модем. Но и это не предел: некоторые модемы могут выполнять еще и функцию автоответчика.
Какие же возможности предоставляют человеку компьютерные сети? Рассмотрим РёС… РЅР° примере глобальной сети Рнтернет (Internet).
Первой получила широкое распространение электронная почта (e-mail). Она позволяет легко, быстро и надежно пересылать любое сообщение. Причем совсем не важно, находится ли адресат на соседней улице или за 1000 километров, в другой стране, на другом континенте... К письму можно приложить любой файл: фотографию, звук и т. п. Ограничения связаны только с объемом передаваемых данных.
Как происходит работа с электронной почтой? На своем компьютере мы пишем письмо26 и сохраняем в особом каталоге. В этот же каталог попадают подготовленные к отправке письма всех, кто пользуется этим компьютером. Затем в дело вступает программа-мэйлер27. Она устанавливает с помощью модема связь с одним из почтовых серверов, автоматически обменивается с ним письмами и тут же разрывает связь. Пришедшая почта сортируется по личным почтовым ящикам пользователей. Теперь они могут прочесть полученные сообщения и написать ответы. Сервер же в это время занимается сортировкой писем, определяет куда какое должно быть отправлено и пересылает их на другие серверы, те в свою очередь определяют дальнейший путь этих писем и т. д. Все это происходит очень быстро, серверы соединены между собой выделенными линиями связи, и уже через несколько минут, в худшем случае -- часов, сообщение оказывается на сервере получателя.
Чтобы РїРёСЃСЊРјРѕ дошло РїРѕ назначению, нужно указать адрес28. Р’ сети Рнтернет используют так называемую доменную адресацию. Рассмотрим пример:
[email protected]
Символ "@" (он называется "коммерческое эт"29) разделяет имя пользователя (в данном случае -- ivanov) и домен30. Домен, в свою очередь, состоит из нескольких частей, разделенных точками. Сразу за "@" идет имя компьютера, оно часто обозначает организацию, которой этот компьютер принадлежит. Далее идут элементы, которые могут указывать на город, сеть и т. п. Последняя часть адреса -- домен верхнего уровня -- обычно указывает страну31 (ru -- Russia).
Заметим, что существует несколько особых "имен пользователей". Чаще всего можно столкнуться с двумя: postmaster32 -- администратор почтового компьютера, управляющий его работой, и mailer-daemon33 -- программа, обрабатывающая почту, чаще всего от нее приходят сообщения о неправильной адресации письма.
Рнтернет позволяет РЅРµ только обмениваться письмами, РЅРѕ Рё принимать участие РІ телеконференциях. Рто особые области, РІ которые каждый человек может поместить сообщение для всех людей, "подписанных" РЅР° данную конференцию. Существует великое множество конференций, посвященных самым разным вопросам.
Рлектронная почта Рё телеконференции -- наиболее доступные услуги: РѕРЅРё дешевы, предъявляют очень скромные требования Рє аппаратуре, РЅРѕ РІСЃРµ богатство сети Рнтернет открывается только РїСЂРё полном (IP34) доступе. Р’ этом случае РІ распоряжении пользователя Рё FTP35-серверы СЃ библиотеками файлов (текстов, изображений, программ Рё С‚. Рґ.), Рё Telnet-серверы, предоставляющие доступ, например, Рє базам данных. Самое же интересное РІ Сети -- Всемирная Паутина (WWW36). РћРЅР° основана РЅР° так называемом гипертексте. Р’Рѕ время работы СЃ РЅРёРј РјС‹ РІРёРґРёРј РЅР° экране текст, возможно, СЃ иллюстрациями, отдельные элементы которого выделены (цветом, подчеркиванием Рё С‚. Рї.). РЎ каждым таким элементом связана гиперссылка: РїСЂРё щелчке мышью РјС‹ переходим РІ РґСЂСѓРіРѕРµ место этого документа или вообще РІ РґСЂСѓРіРѕР№ документ. Самое замечательное, что связанные документы РјРѕРіСѓС‚ находиться РЅР° разных серверах, разделенных зачастую расстоянием РІРѕ РјРЅРѕРіРёРµ километры. Легкость перемещения РїРѕ самым удаленным уголкам киберпространства -- РѕРґРЅР° РёР· главных причин популярности Всемирной Паутины.
Естественно, для работы СЃ каждым РёР· сервисов (услуг) необходима соответствующая программа. Например, для просмотра гипертекста (часть его может быть расположена РЅР° вашем компьютере, Р° часть -- РЅР° серверах Рнтернет) используются программы-браузеры37. Наиболее известные РёР· РЅРёС… "Netscape Navigator38" Рё "Microsoft Internet Explorer".
РќРѕ телекоммуникации -- это РЅРµ только Рнтернет. До недавнего времени широко распространенным СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј электронного общения были BBS39 (читается "Р±Рё-Р±Рё-СЌСЃ"). РќР° такой станции каждый РјРѕРі разместить небольшое объявление, которое затем видел любой человек, подключившийся Рє ней. РќРѕ программы очень быстро совершенствовались: была реализована электронная почта, конференции (естественно, местные), файловые библиотеки. Сейчас BBS становится РІСЃРµ меньше. Рђ РІРѕС‚ всемирная любительская сеть Fido40 РїРѕ-прежнему живет, РІ первую очередь, Р·Р° счет очень развитой системы тематических телеконференций (как РёС… называют РІ Fido, эхоконференций или просто -- "СЌС…").
Примечания
Tele (греч.) -- далеко; Communicatio (лат.) -- связь
Localis (лат.) -- местный. Часто используют английское сокращение LAN (от Local Area Network)
Global (фр. от лат. Globus terrae -- земной шар) -- всеобщий, охватывающий весь земной шар. Английское обозначение глобальных сетей -- WAN (от Wide Area Network)
от англ. Service -- услуга, обслуживание
Часто используется обозначение bps (bit per second). РРЅРѕРіРґР° ошибочно пишут, что 1 Р±РёС‚/СЃ = 1 Р±РѕРґ (baud). РќР° самом деле, РІ бодах измеряется количество изменений сигнала РІ секунду. Р’ современных модемах РѕРґРЅРѕ изменение сигнала передает несколько Р±РёС‚.
На самом деле это весьма приближенный расчет. Кроме полезных данных необходима передача управляющей информации, например, сигналов разделяющих байты (так называемых, стартовых и стоповых битов). Еще о некоторых факторах, влияющих на реальную скорость передачи рассказывается в следующих абзацах.
от англ. character per second. Причина появления именно такой единицы в том, что первые модемы использовались исключительно для передачи текстовой информации.
ITU (International Telecommunication Union). В состав современного Сектора стандартизации (ITU-T) вошел Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (CCITT). До сих пор наряду с новым названием можно встретить и старое.
Буква определяет тематику рекомендации. Например, сетям, предназначенным специально для передачи данных, соответствует "X".
bis (фр.) -- повторный, дополнительный.
Программу для подготовки и чтения писем называют редактором писем.
От англ. mail -- почта. Существуют программы, объединяющие функции редактора писем и мэйлера.
Адрес электронной почты тоже называют "e-mail".
Почти официальным стало и шуточное название этого символа -- "собачка".
Domain (англ.) -- территория, область.
В США домен верхнего уровня указывает на тип организации. Например "edu" -- education (образовательная организация).
Postmaster (англ.) -- начальник почтового отделения.
Дословно -- почтовый демон. Демонами называют программы, действующие без участия человека.
Internet Protocol. При соединении по коммутируемой телефонной линии говорят о DialUpIP-соединении.
File Transfer Protocol -- протокол передачи файлов.
от англ. World Wide Web
Browser (англ.) -- программа просмотра.
Последняя версия, имеющая ряд дополнительных функций, получила название Communicator.
Bulletin Board System (англ.) -- электронная доска объявлений
Существует легенда, что сеть названа по кличке любимой собаки одного из создателей этой сети -- Тома Дженнигса. Кроме Fido существует множество любительских сетей основаных на той же технологии -- FTN (Fidonet Technology Network).
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://macedu.narod.ru