Я познаю мир. Компьютеры и интернет: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Устройство, позволяющее подсоединить персональный компьютер или рабочую станцию к информационной сети, называется модемом. Задача модема – преобразовать сигналы, посылаемые и принимаемые компьютером, в такую форму, чтобы, с одной стороны, они без помех проходили по телефонной и прочим сетям, с другой – без помех воспринимались компьютерами как на одном, так и на другом конце связующей линии.

Все эти проблемы на сегодняшний день решены, и всякий владелец персонального компьютера при желании может подсоединиться к Интернету. Лишь бы был у него в доме телефон, а в данном городе или населенном пункте – оборудование для подсоединения к системе спутниковой связи. Остальное просто – несколько нажатий клавиш на клавиатуре – и вот вы уже в глобальной информационной сети.

Но за этой простотой скрыта напряженная работа инженерной мысли.

Шлите информацию пакетами

Для того чтобы установить связь между удаленными друг от друга компьютерами, естественнее всего было использовать телефонные линии – ведь они уже существуют, не надо тратиться на прокладку новых.

Однако уже первые эксперименты показали, что телефонная связь не очень надежна. При этом неизбежны потери данных, а это вело к серьезным сбоям в работе компьютеров. Необходимо было придумать, как по ненадежным линиям связи передавать информацию с высокой надежностью.

Эту головоломку решили американские инженеры Леонард Клейнрок и Лоренс Робертс. Ими был разработан пакетный принцип передачи данных. Вся информация, предназначенная к передаче, предварительно разбивается на мелкие фрагменты–«пакеты», в которые кроме собственно передаваемых данных записываются и сведения об отправителе и адресате. Такие «пакеты» могут вполне независимо передаваться по линиям связи, а уже на компьютере–получателе вновь собираться в единое целое, подобно мозаике.

Были сконструированы и специальные устройства, которые обрабатывали данные, переводили их в форму «пакетов» в соответствии с определенными правилами – на техническим языке это называется «по специальному протоколу» – и отправляли другому компьютеру. Там, естественно, тоже стояло устройство, которое принимало «пакеты» и собирало их содержимое в единое целое.

Краткое название таких устройств «IMP», что расшифровывается как Interface Message Processor. – «обработчик межкомпьютерных сообщений». Вообще же слово «интерфейс» в среде компьютерщиков обозначает метод, способ или программу взаимодействия.

Заодно имейте в виду, что и слово «протокол» на компьютерном языке не имеет ничего общего, скажем, с милицией. Компьютерщики обозначают им свод правил, нечто вроде особого языка, на который компьютер переводит передаваемую информацию, чтобы та была принята и понята другим компьютером. Всякая компьютерная сеть строится на основе единого для всех протокола. Иногда, впрочем, их бывает несколько.

Как возникла «сеть сетей»?

ARPAnet была введена в действие в декабре 1969 года. Она состояла всего лишь из четырех компьютеров Калифорнийского университета Лос–Анджелеса, Стэнфордского исследовательского института, Калифорнийского университета Санта–Барбары и Университета штата Юта. Через два года сеть включала в себя уже более двадцати ЭВМ, которые стали называть хостами. Так и поныне именуют компьютеры, постоянно подключенные к сети.

В октябре 1972 года сеть ARPAnet была представлена широкой публике на Первой международной конференции по компьютерам и коммуникациям, проведенной в Вашингтоне. Вскоре и в США, и Западной Европе стали возникать другие сети. Так начала превращаться в реальность казавшаяся некогда фантастической идея создания «галактической сети». Однако соединить разрозненные сети воедино можно было лишь в том случае, когда передача информации в них происходила бы единым способом.

И вот в 1974 году американцы Боб Кан и Винтон Серф предложили поистине революционное решение, которое открыло дорогу к созданию «сети сетей». Ими был разработан TCP/IP (transmission control protocol/internet protocol) – протокол контроля передачи (данных)/интернет протокол. Он и стал универсальным языком общения различных сетей друг с другом.

Первая демонстрация передачи данных через три разные сети состоялась в 1977 году. Данные путешествовали по территории США, Великобритании, Швеции и Норвегии и прошли около 150.000 километров без малейших потерь.

Всемирное «метро»

Понять, как работает Интернет, проще всего на таком наглядном примере. Во многих крупных городах есть метрополитен. Приехав, скажем, в Москву, люди поначалу теряются, пытаясь запомнить, куда и как можно проехать. Но потом осваиваются. Выбирая маршрут, надо просто посмотреть на схему и прикинуть, на каких станциях надо сделать пересадки.

В какой–то мере отдельные линии метро можно сравнить с региональными сетями, входящими в Интернет. Информация тоже может путешествовать, как с «пересадками», так и без них. Роль пересадочных станций играют в межсетевом пространстве специальные компьютеры, которые называют «шлюзами» (по–английски «gateway»). Они соединяют сети между собой, и «пакет» данных, следующий к адресату, может встретить на пути больше десятка шлюзов.

Когда мы выбираем оптимальный маршрут следования по схеме метрополитена, то учитываем не только количество станций, разделяющих начальный и конечный пункты маршрута, но и некоторые другие соображения. Например, известно, что в часы пик лучше не ездить по кольцевой линии, забитой пассажирами. И если есть иная возможность, то лучше проехать 2–3 лишние остановки, но по радиальным линиям.

Аналогичная ситуация возможна и в Интернете. Прямой путь может оказаться забитым информацией, и тогда логичнее переслать свои «пакеты» кружным путем – все равно они прибудут на конечный пункт быстрее. Выбрать оптимальный маршрут в этом случае помогают опять–таки компьютеры–«шлюзы» и компьютеры–«маршрутизаторы» (по–английски «routers»). Именно они определяют, куда, в какую сеть отправить дальше «пакет», чтобы обеспечить самую высокую скорость передачи.

Правда, любящие точность профессионалы могут сказать, что «шлюз» и «маршрутизатор» – „строго говоря, это не совсем одно и то же самое; Однако лишь немногим удается объяснить различие, не забираясь глубоко в компьютерные дебри. Так что давайте будем считать, что это одно и то же. А более подробно о способах и методах пересылки «пакетов» информации мы поговорим в главе «Кровеносная система Интернета».

Революция, которую заметили немногие

На протяжении 70–х и 80–х годов XX века Интернет набирал силы прежде всего за счет роста и развития новых сетей по всему миру. Так, в 1979 году для передачи электронной почты и организации «телеконференций» была создана сеть USENET. Чуть позже возникла британская JANET. В 1982 году начала работу EUnet (Европейская Юникс–сеть). Еще два года спустя к строительству сетей присоединилась Страна восходящего солнца, организовав Японскую Юникс–сеть (JUNET). И наконец, в 1986 году первое сообщение в сеть USENET было отправлено из СССР.

«Холодная война» близилась к концу, и наша страна тоже стремилась войти в мировое сетевое сообщество. Однако тут же выяснилось, что состояние телефонной сети на территории СССР близко к катастрофическому. Вспоминается один анекдот, наглядно характеризующий качество телефонии в нашем отечестве. Человек, отчаянно пытающийся дозвониться из Урюпинска в Жмеринку, в конце концов звонит в Нью–Йорк и просит тамошнюю телефонистку связать его со Жмеринкой. «Yes, mister!» – любезно отзывается та.

Ныне с телефонной связью дела более–менее налаживаются. А вот в Интернете бывает и так, что связь с компьютером, расположенным даже не на Украине, а здесь, в России, все равно идет через США. Дело в том, что именно на родине Интернета находятся и наиболее современные линии связи, и наиболее мощные «шлюзы», способные с высокой скоростью обрабатывать и передавать по назначению огромный поток компьютерных данных.

Слабым местом Интернета во многих случаях и по сей день остается малая пропускная способность отдельных компьютеров–«хостов».‘Чтобы «сеть сетей» работала быстро, ей нужны сверхмощные компьютеры–маршрутизаторы. Первой опять–таки спохватилась Америка. В 1985–1986 годах в США по инициативе Национального научного фонда (NSF) для нужд науки и образования была создана общенациональная сеть NSFnet. Основу новой сети составили пять суперкомпьютеров–маршрутизаторов, обрабатывавших информацию со скоростью 56.000 байт в секунду.

Еще одно благоприятное событие в истории глобальной сети произошло в 1991 году, когда были сняты ограничения на доступ частных пользователей в сеть NSFnet. Важнейшая роль в развитии Интернета отныне досталась коммерческим компаниям, которые могли продавать услуги доступа в Интернет всем желающим. С этого момента количество персональных компьютеров в сети стало расти невероятными темпами.