Интернет на все 100 pro
Шрифт:
ЛВС на коаксиальном кабеле соединяли по схеме «шина», или «кольцо», и было это очень неудобно. Коаксиальный кабель довольно ломкий, и в случае его обрыва от сети, бывало, «отваливалась» целая группа машин за точкой обрыва.
Сейчас для соединения компьютеров в ЛВС используют кабель, называемый витая пара (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Кабель витой пары
Кабель представляет собой четыре пары многожильных, попарно скрученных разноцветных проводов в общей изоляции, а к компьютеру подключается с помощью небольшого разъема типа RJ-45, похожего на телефонный (в импортных телефонах). Кабели типа витая пара бывают неэкранированными [9]
9
По-английски – UTP, Unshielded twisted-pair.
10
По-английски – STP, Shielded twisted-pair.
ЛВС на витой паре создают по схеме «звезда», при которой отказ одного луча (и одного компьютера) не влияет на работоспособность остальных машин в сети.
В ЛВС каждый компьютер имеет свой уникальный адрес, который присваивается ему при настройке сети, без этого передача информации от компьютера к компьютеру была бы невозможна.
Понятно, что создать локальную сеть, охватывающие компьютеры всего города и тем более нескольких городов, невозможно. Для решения этой задачи используют глобальные компьютерные сети.
Глобальные компьютерные сети, и в частности Интернет, технически устроены очень сложно, поэтому мы с вами познакомимся только с теми принципами их работы, понимание которых необходимо для грамотной работы в Сети.
С самого начала, когда американские инженеры только начинали проектировать прототип сети Интернет, они поняли, что создавать для нее отдельную среду передачи данных нельзя – это неэкономично. Говоря простым языком, если бы тогда решили, что для Интернета нужно по всему земному шару тянуть отдельные кабели, его бы никогда не было – разорились бы даже богатые США. Но как-то передавать сигналы от компьютера к компьютеру все-таки надо, и тогда было найдено единственно правильное на тот момент решение – телефон! Телефонные линии есть практически везде, телефонные сети и управляющие ими автоматические телефонные станции охватывают все страны и континенты, значит, надо только научиться использовать телефонные линии для передачи компьютерных сигналов.
Первая проблема, которую пришлось решать, была связана с разной природой сигналов в компьютерах и в телефонных сетях. Дело в том, что при создании самых разных электронных приборов и устройств инженеры всегда сталкиваются с одной и той же задачей – какой сигнал использовать – аналоговый или цифровой?
Рассмотрим простой пример. Что такое звук? Акустика нам объясняет, что звук – это волны, возникающие в воздухе под действием колеблющихся предметов. А какие это предметы? Ну, например, ваши голосовые связки, уважаемый читатель. На выдохе они модулируют воздушный поток, проходящий через гортань, и создают звуковую волну. Звуковая волна с помощью микрофона преобразуется в электрический сигнал, который может остаться аналоговым или быть преобразованным в цифровую форму. Если не вдаваться в теорию, то можно сказать, что аналоговое устройство – это такое устройство, в котором сигнал на выходе меняется непрерывно при постепенном изменении сигнала на входе.
Цифровые устройства работают только с импульсными сигналами, причем каждый импульс – это так называемая логическая единица, 1, а отсутствие импульса воспринимается как логический ноль, 0.
Исторически сложилось так, что до недавнего времени почти все радиоэлектронные устройства были аналоговыми, телефонные аппараты и телефонные сети – тоже. А вот компьютеры – устройства цифровые, с аналоговыми сигналами они работать совершенно не умеют. Как же быть? Как передать цифровой
Выход, конечно, нашли, правда, этот выход с инженерной точки зрения неизящный и имеющий кучу недостатков, но на тот момент он был, пожалуй, единственным.
Смысл найденного решения состоял в том, что цифровой сигнал с помощью специальных цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) перегоняли в аналоговый, этот аналоговый сигнал, привычный для телефонных сетей, пересылали компьютеру-приемнику, где с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) опять превращали этот многострадальный сигнал в «цифру». Устройства аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования называются модемами («модулятор-демодулятор»), о них более подробно мы поговорим в главе 2, пока же для нас важно то обстоятельство, что модемное подключение к Интернету имеет принципиальное ограничение. Суть его состоит в том, что пропускная способность такого канала ограничена скоростью 56 Кбит/с, но на практике она еще ниже и редко превышает 33,6 Кбит/с. Вспомните, как выглядит обычный телефонный провод-«лапша», и вы поймете, что для широкополосных сигналов он не годится, а если вы заглянете в телефонный кросс-шкаф на первом этаже своего дома и увидите жуткий пук торчащих из него проводов, то потом еще долго будете удивляться: а как это вообще работает?! Основные проблемы при модемном соединении создает как раз оконечная часть разводки телефонных проводов, то, что американцы называют термином «последняя миля».
В последние годы в крупных российских городах быстро развиваются домашние сети. Здесь уже телефонные линии не используются, подключение компьютеров к сети выполняется кабелем типа «витая пара», скорости там не в пример выше, и модемы не нужны.
Но это техническое решение стало возможным только после того, как Интернет набрал популярность, а цены на подключение и доступ в Интернет снизились в несколько раз.
Глобальные компьютерные сети отличаются от локальных, в частности, тем, что они не имеют однородной среды передачи данных. Интернет использует обыкновенные телефонные сети, сети на «витой паре», оптоволоконные линии связи, подводные кабели и даже каналы передачи, предоставляемые спутниками связи. Но для нас, простых пользователей, не имеет никакого значения, каким путем путешествует сигнал от одного компьютера до другого. Мы просто работаем в сети Интернет – и все.
Но Интернет – это не только отдельные компьютеры и локальные сети, объединенные между собой, не только множество сложнейшего и очень дорогого оборудования, обеспечивающего работу сети, это и программное обеспечение, управляющее взаимодействием всех этих средств на основе единого транспортного протокола TCP и адресного протокола IP.
Как и любая компьютерная сеть, Интернет – это иерархическая структура, ну, вроде устройства монархического государства. В основе Интернета лежит так называемая опорная сеть, которая состоит из корневых компьютеров и каналов связи, объединяющих их между собой. Корневые компьютеры также называют серверами.
Поскольку сеть Интернет была создана в США, то ее главные, корневые серверы тоже находятся в США. До недавних пор это всех устраивало, но теперь уже Интернет – достояние всего человечества, и ООН упорно требует, чтобы эти серверы перешли под ее управление. Американцы, естественно, артачатся, но, скорее всего, будут вынуждены отступить.
Вообще, сеть Интернет уникальна тем, что у нее нет единого хозяина. То есть, конечно, отдельные серверы, линии связи, оборудование, компьютеры кому-то принадлежат, но в целом сеть – общая. Относительный порядок в ней поддерживают специальные международные некоммерческие организации.
Каким же образом в Интернете один компьютер находит другой? Это очень интересный вопрос.
Как уже говорилось, Интернет – это глобальная компьютерная сеть с единой адресацией. Это означает, что каждый компьютер имеет в ней собственный уникальный адрес, который называется IP-адресом. Двух компьютеров с одинаковым IP-адресом, подключенных к Сети, быть не может. «Позвольте! – скажет читатель. – Но это же невозможно, компьютеров в мире для этого слишком много!»
Правильно, невозможно. Поэтому на самом деле адреса компьютерам в Интернете присваиваются более хитрым способом.