В доме Куков появляется паутина

Интернет сегодня стал таким же обычным средством связи людей, как телефон, но возможности Интернета гораздо шире. Опутывая своей сетью малые и большие предприятия, он постепенно приходит в каждый дом.

Понятно, что семье Куков, в которой живут “продвинутые” компьютерные пользователи, было начертано попасть в сетевую паутину ещё тогда, в далёком 1969 году, когда в США появился первый росток нынешней всемирной сети. Даже удивительно, что Интернет у Куков появился только сейчас!

Послушаем, как братья (Петя и Вася) справляются с “наступившим” на них радостным событием.

— Вася! У меня для тебя хорошая новость: папа, наконец, подключил наш домашний компьютер к сети Интернет.

— Здорово! Теперь можно этот Интернет “потрогать” своими руками. Столько разговоров вокруг: Интернет, Интернет… Ах, какие у него возможности! Интернет может всё! Последнее время я чувствовал себя как Маленький Мук без своих волшебных туфель. Когда мы начнём разбираться с этой штуковиной?

— Почему бы не приступить прямо сейчас! Вот наш компьютер, к нему уже подсоединён модем, с нашим провайдером все отношения улажены, можно начинать работу!

— Двумя руками — за! Только по порядку. Модем, провайдер — что это такое?

— Разберёмся сначала с самим Интернетом.

— Интернет — это всемирная компьютерная сеть. Так говорят, но я не слишком хорошо представляю себе, как она устроена.

Сети бывают рыболовные для ловли трески — это понятно. Паук плетёт свою сеть для бедных цокотух, это тоже понятно. А что такое компьютерная сеть? Что ловят этими сетями?

— Компьютерными сетями ловят информацию. Как ты обмениваешься картинками со своей подружкой Машей Пушковой?

— Очень просто! Записываю картинку на диск и несу Маше. Маша переписывает с диска на свой компьютер и готово!

— Можно соединить ваши компьютеры проводами, и тогда не нужно будет бегать с дисками.

— Красивое решение! Компьютеры умеют передавать информацию по проводам?

— Почему же нет? Ведь информация от твоей старой мышки, например, в компьютер так и передается: по проводу. Ты прямо сейчас прекрасно видишь этот электрический мышиный хвостик.

— Верно! Для подключения мышки в компьютере предусмотрено специальное гнездо, в него я вставляю разъём, которым оканчивается мышиный хвост. А как соединить проводами два компьютера? Для этого есть гнёзда, как для мышки?

— Для соединения двух компьютеров можно обойтись теми же гнёздами и разъёмами, которые в нём уже есть.

Только кабель, используемый для соединения, не должен быть слишком длинным — ведь компьютерный сигнал очень слабый и быстро угасает на расстоянии.

— Маша живет в другом конце города, это расстояние не слишком большое для соединения наших компьютеров?

— Увы, таким образом, вы с Машей не свяжетесь, да и как вы будете по улице прокладывать свой кабель? А вот компьютеры, находящиеся в соседних комнатах, соединить кабелем можно. И тогда они будут образовывать маленькую компьютерную сеть.

— А как же тогда компьютеры связываются друг с другом в разных странах?

— Для такой связи можно использовать телефонные линии и модемы.

Модем — это специальное электронное устройство: оно может вставляться прямо в корпус компьютера (внутренний модем) или располагаться подобно принтеру на столе рядом с компьютером и соединяться с ним проводами (внешний модем). Отдельным шнуром модем подключается к обычной телефонной розетке.

Когда модем работает на передачу, он усиливает и кодирует компьютерный сигнал для передачи по телефону, а когда на приём — декодирует телефонный сигнал и ослабляет его. Схема соединения показана на рисунке:

Замечу, что модем является не единственным сетевым адаптером — так называют электронные устройства, преобразующие компьютерную информацию в форму, пригодную для передачи по каналу связи и обратно.

Модемом называют сетевой адаптер, рассчитанный на телефонный канал связи, в отличие, например, от сетевого адаптера, рассчитанного на соединение компьютеров при помощи радио.

— Если два человека говорят по телефону, они могут говорить одновременно, и разговор не получается. Не возникает ли такая проблема при “общении” компьютеров?

— Ты прав! “Разговор” компьютеров по телефону не может быть таким же, как разговор людей. Обменом компьютерной информацией нужно управлять, и эту координацию выполняет сетевое программное обеспечение — специальные программы, которые должны быть установлены на связанных между собой компьютерах.

— Значит, мы с Машей можем установить на своих компьютерах модемы, сетевое программное обеспечение и обмениваться файлами по телефону?

— Да, конечно. Но лучше подсоединиться к серверу Интернета. Тогда вы сможете общаться не только между собой, но и со всеми другими пользователями этой всемирной сети.

— А что такое сервер?

— Сервер — это компьютер, который при помощи специального программного обеспечения способен предоставлять пользователям сетевой сервис (например, обмен файлами, сообщениями) Слово сервер — английское, оно обозначает объект, который оказывает услуги (от слова serve — служить).

Например, сервер может обслуживать компьютеры школьной локальной сети, которые подсоединены к нему при помощи кабельной связи. На рисунке показан один из возможных вариантов соединения компьютеров в локальную сеть:

Все узлы сети, показанной на рисунке, связаны между собой при помощи одного общего кабеля. Такой способ соединения компьютеров в сеть или, как говорят, топология сети, носит название общая шина.

Рядовые компьютеры, подключённые к локальной сети, называют рабочими станциями.

При помощи сервера в сети организуются разные полезные службы, доступные пользователям рабочих станций: обмен файлами, электронная переписка, служба новостей, доска объявлений, общение в режиме реального времени, видеоконференции, поддержка коллективных проектов…

Сервер хранит на своём жёстком диске многочисленные файлы (наборы данных и программы), которые могут использовать рабочие станции. Кроме того, рабочие станции могут использовать оборудование, подключённое к серверу (принтер, сканер, факс, модем…).

Устройства могут подключаться к сети самостоятельно, без компьютера. Например, популярны сетевые принтеры: они имеют свой встроенный компьютер.

— Значит, сеть в школьном классе это и есть Интернет?

— Интернет связывает компьютеры по всему миру. В вашей школе между собой связаны только 20 компьютеров. Какой же это Интернет! Сеть является частью Интернета, если она связана с другими сетями (или отдельными компьютерами), входящими в состав Интернета.

— Ты меня совершенно запутал! Получается, что сеть — часть Интернета, если она — часть Интернета. Масло масляное! Что же такое Интернет? Где он находится, кто у него хозяин?

— Ладно, ладно! Сейчас всё станет понятно, но придётся затронуть новейшую историю.

История Интернета

В 60-х годах прошлого века Министерство обороны США задумало создать надёжную систему связи между компьютерами своих штабов. Обмен данными не должен был прекращаться даже тогда, когда отдельные участки сети выходили из строя.

Исследования, проведённые в рамках этого проекта, были профинансированы подразделением Пентагона — Агентством перспективных научных разработок США (Advanced Research Project Agency, ARPA), и в 1969 году система была создана. Она получила соответствующее название — ARPANET (сеть ARPA).

Надежность работы сети обеспечивалась за счёт:

• отсутствия у неё единого центра управления;

• множественных (паутинных) связей между отдельными узлами.

Если бы сеть управлялась из единого центра, то она прекратила бы свою работу, при поломке головного компьютера или его каналов связи.

Если бы компьютеры были соединены в цепочку, то сеть также была бы ненадежна. Скажем, выход из строя компьютера 3 привёл бы к тому, что компьютеры 1 и 2 не смогли бы связаться с компьютерами 4 и 5:

В надёжной сети один компьютер может связаться с другим многими способами, и тогда выход одного узла из строя не повлияет на работу других.

Например, пять компьютеров можно соединить так:

Если узел 3 выйдет из строя, это не повлияет на работу остальной части сети. Узел 4 может соединиться с узлом 2 либо через узел 1, либо через узел 5.

Говорят, что такие сети имеют ячеистую топологию. В ячеистой сети сообщение от одного узла к любому другому может проходить по нескольким маршрутам.

Идея компьютерных коммуникаций оказалась очень привлекательной. Сеть ARPANET, которая объединяла сначала 2 компьютера (один из которых был в Лос-Анджелесе, а другой — в Пало-Альто), потом 4 компьютера, стала зародышем всемирной компьютерной сети под названием Интернет.

Со временем к этой сети подсоединялось всё больше пользователей (отдельные компьютеры и целые сети). Остановить этот процесс было уже невозможно. Даже если бы ARPANET уничтожила все свои компьютеры и все свои каналы связи, то оставшаяся часть сетевого сообщества продолжала бы работать, даже не заметив потери.

Замечу к слову, что примерно так и произошло: в 1989 году исходная сеть ARPANET прекратила своё существование, но Интернет остался!

В 2005 году количество пользователей Интернета достигло миллиарда.

Согласно оценкам компании Morgan Stanley, 36% пользователей Интернетом сейчас проживают в Азии и 24% — в Европе. Лишь 23% пользователей живут в Северной Америке, т. е. там, где в 1969 году всё это началось с сети ARPANET.

Для привлечения первого миллиарда пользователей Интернет трудился 36 лет. По прогнозам второй миллиард добавится уже к 2015 году (т. е. за 10 лет), затем темпы роста числа пользователей замедлятся, и третий миллиард будет добавлен только к 2040 году (за 25 лет).

У Интернета нет центра управления, а значит, нет и хозяина. Каждый узел Интернета сам заботится о том, чтобы иметь связь с другими узлами сети.

На что уходят наши денежки

Вася немного помолчал, “переваривая” рассказ Пети, а потом задал коварный вопрос:

— Ты говоришь, что у Интернета нет хозяина. Значит, мы будем пользоваться им бесплатно? Как воздухом и солнечным светом?

— Мы будем платить деньги своему провайдеру. Провайдер — это организация, которая подключает пользователей к своему серверу, связанному с Интернетом.

— За что же мы будем платить деньги?

— Сервер провайдера — это компьютер, который должен работать 24 часа в сутки. Он обслуживает компьютеры своей собственной сети (своих клиентов), он передаёт и принимает внешние сообщения Интернета, в том числе и транзитные, то есть те, которые следуют через сервер нашего провайдера к своему адресату.

Компьютер-сервер надо обслуживать, поддерживая его в рабочем состоянии, за каналы связи с другими серверами надо платить владельцам этих каналов. Нужно платить за помещение в котором находится сервер, за электроэнергию, зарплату обслуживающему персоналу… Вот на что тратятся наши денежки! Мы платим их не за Интернет, а за обслуживание.

Локальные и глобальные сети

— Значит, компьютерная сеть — это либо локальная сеть, либо сеть Интернет?

— Классификацию компьютерных сетей можно проводить по разным признакам (см. раздел Академии Общая информация по сетям). Если в качестве критерия деления рассматривать территориальный признак, то сети разделяют на локальные и глобальные.

Локальная сеть — соединение компьютеров, как правило, внутри здания или в пределах небольшой территории в одну группу для совместного использования информации, устройств и услуг.

Глобальная сеть — соединение компьютеров на большом географическом пространстве.

Интернет — глобальная сеть, но не единственная. Существуют и другие глобальные (в том числе и мировые) компьютерные сети, например, сеть Фидонет (Fido — так в США называют дворняг). Было бы неплохо, если бы ты самостоятельно нашёл и прочитал описание этой сети.

Как работает Интернет

Вася — не глупый мальчик. Если предмет ему интересен, схватывает на лету!

— Вот что в итоге я понял, — сказал Вася, — сети бывают локальные и глобальные. Интернет — это глобальная всемирная компьютерная сеть. Она появилась в США в 1969 году под названием ARPANET. Сначала сеть содержала несколько компьютеров, затем к ней стали подсоединяться всё новые и новые пользователи (отдельные компьютеры и целые сети).

На компьютере, подсоединённом к Интернету (сервере Интернета) должны быть установлены специальные программы, которые обеспечивают приём и передачу данных по единым для всего Интернета правилам.

— Правила, по которым компьютеры в сети обмениваются информацией, называются сетевым протоколом, — заметил Петя.

— Интернет не имеет хозяина, не имеет единого центра управления, — продолжил Вася.

Каждый сервер Интернета организует передачу и приём данных для своих пользователей. Кроме того, серверы — хорошие товарищи. Они работают не только на своих клиентов, но принимают и передают транзитные сообщения.

— Ты всё понял правильно, — подбодрил Петя брата. — Вот посмотри, на рисунке я условно изобразил путь, который проделало сообщение, посланное с нашего компьютера на компьютер Грега:

— На рисунке показан не один путь, — заметил Вася, — а целых два.

— Это не ошибка, тропинок для одного сообщения может быть и более двух! Дело в том, что сообщение перед передачей в Интернет разделяется на части-пакеты. Каждый пакет путешествует самостоятельно, и путь его зависит от текущей “дорожной” ситуации, которая в Интернете меняется постоянно: перегрузка или временное отключение одних каналов, заставляет пакет двигаться по другим. В пункте назначения отдельные пакеты собираются в исходное сообщение.

— Теперь твой рисунок понятен!

— К серверу Интернета подсоединяются не только отдельные компьютеры (как, например, наш домашний), но и локальные сети (как, например, ваша школьная сеть), — дополнил Петя рассказ Васи.