Что собой представляют локальные компьютерные сети? Для начала давайте выясним, что такое сеть? Сеть - это совокупность соедененных между
собой в единое целое элементов. Сетью можно назвать линии электросвязи, которыми мы пользуемся для того, чтобы звонить соседям сверху и просить их
закрыть в ванной кран, это один из многомиллионных примеров, чего можно добится с помощью электросвязи. Сетью можно назвать паутину, которую плетут
пауки. Сетью можно назвать линии электропередачи. Безспорно: все это некие сети, которые что-то соединяют и передают другим элементам этой сети.
В любом из вышеперечисленных примеров сетей есть свои некие коммутаторы - элементы, которые своего рода соединяют все элементы сети
в некие группы, подразделения, создающие среду передачи данных между разными компьютерами, перенаправляющие данные на нужные компьютеры, тем самым
повышая надежность и устойчивость сети к каким-либо помехам.
Что представляют собой сети в современном компьютерном понимании? Типичной сетью можно назвать телефонную линию (электросвязь). В наше
время телефонные линии представляют нечто гораздо большее и значащее, нежели лет 90 назад, когда они только появились. Мы можем использовать такую
сеть по назначению, то есть звонить куда захотим (друзьям, знакомым, соседям сверху, которые постоянно Вас топят, и так далее), а можем использовать
телефонную линию не только для переговоров. Например для доступа к сети Internet, но об этом позже. Главное, что Мы можем обмениватся через эту
телефонную линию информацией, а компьютеры как раз и строятся на работе с информацией. Значит между телефонной линией и компьютерами есть обобщающий
их фактор.
Вам наверняка известно, что с телефонной линией (если конечно она стабильная) Вы можете позвонить куда угодно. Добъетесь ли Вы этим успеха или
нет - это уже не имеет значения. Основываясь на этом ученые-компьютерщики стали задумыватся о том, что могут быть устройства, которые смогут
передавать с компьютеров информацию на большие расстояния с помощью обычной телефонной линии. Но для начала немного истории.
В 1957 году в истории человечества происходит эпохальное событие: в космос запущен первый искусственный спутник Земли, который был запущен
в СССР. В ответ на это правительство США поставило перед собой задачу любыми способами совершить что-либо лучше, чем у СССР. Они задействовали группу
опытных разработчиков и организовали Агенство Разработки Перспективных Проектов, по простому - ARPA (Advanced Research Project Agency).
Ее другое и более современное название - ARPAnet, где net - это сокращение от слова "network", которое означает сеть. Задачи были
четко определены: создать масштабные вычислительные технологии, которые смогут доказать всему миру лидерство США в делах таких технологий.
Именно ARPA в последствии создала прообраз первой компьютерной вычислительной сети. Конечно компьютерная сеть была создана не сразу (вообщем,
как всегда в компьютерном мире - компания появляется сейчас, а их продукция появляется годика эдак через три). Первая презентация сети и ее
возможных возможностей была проведена в 1968 году в пределах компании ARPAnet. Да, именно компании, поскольку за время ее существования
количество сотрудников увеличилось и Агенство превратилось в настоящую компанию.
На сегодняшний день компьютерные сети встречаются практически везде: в быту, в офисной среде, в банках и общественных организациях, даже
в религиозных общинах. Компьютеры являются ключевыми для доступа в интернет. Работая в сети, компьютеры могут обмениватся цифровой информацией:
данными, файлами, фотографиями, видеороликами, фильмами и сообщениями. В компьютерной сети можно играть в компьютерные игры и даже обмениватся
голосовыми сообщениями в этих играх. Собственно, первая компьютерная игра была сетевой, но увы в дальнейшем она стала примером для хакеров и
создателей компьютерных вирусов.
Любая операционная система, в которой предусмотрены сетевые функции, является сетевой операционной системой. На сегодняшний день
практически все современные операционные системы поддерживают работу в сети.
Принцип компьютерной сети
Компьютерная сеть (Network) - это сеть из двух и более компьютеров, объедененных между собой каким-либо общим элементом связи. Соедененные
в сеть компьютеры имеют больше возможностей. Здесь я не буду говорить о преимуществах офисных сетей, здесь будут выложены только их принципиальные
особенности построения и их администрирования.
Школьники, изучающие предмет информатики, глядя на соедененные в сеть компьютеры наверняка задумывались о создании своей собственной
компьютерной сети и о том, какие это дает преимущества. И самое главное преимущество - это наверное возможность играть в любимые компьютерные игры
по сети, а так же обмениватся различными данными не выходя из дома. В офисной среде создание компьютерной сети является очень важным решением,
которое решает массу различных вопросов, связанных с подсчетом и обработкой каких-либо данных (например оперативный контроль денежных потоков).
Яркий пример офисной компьютерной сети - сеть кассового обслуживания в супермаркетах. Многие даже и не подозревают, что все кассовые аппараты в
супермаркетах соеденены в единую сеть, это необходимо для того, чтобы мгновенно накапливать информацию о всех денежных потоках. Контрольная сумма
находится на каком-то одном компьютере, к которому подключены все другие. Так бухгалтерия мгновенно делает подсчет прихода-расхода и согласно
проведенным результатам начисляет зарплату.
Каждый компьютер в сети имеет определенное имя и IP-адрес. Недопустимо, чтобы в одной сети было несколько компьютеров с одинаковыми
IP-адресами. Их распределение и назначение в разных случаях возлогается на администратора компьютерной сети, либо на сетевой сервер, обладающий
функциями сервера адресов DHCP, но об этом позже. IP-адреса по способу назначения различаются двух видов: статический IP и
динамический IP.
Статический IP-адрес вносится администратором вручную. Для этого в сетевой операционной системе предусмотрена возможность изменения
IP-адреса вручную, то есть его вводят с клавиатуры и сохраняют, тем самым закрепляя за компьютером. Его всегда можно изменить, но присваивать
уже закрепленные адреса нельзя - это вызовет конфликт в сети и тот компьютер, который последним войдет в сеть под используемым адресом, получит
уведомление о невозможности подключится к сети. Как правило, администраторам, назначающим адрес, должно быть известно, какие адреса свободны, а
какие - нет.
Динамический IP-адрес выдается автоматически при подключении компьютера к компьютерной сети. Яркий пример динамической адресации -
дозвон к мобильному интернету через мобильный телефон или 2G/3G-модем. В данном случае IP-адрес
присваивается из диапазона свободных адресов. Он присваивается только на время Вашего соединения. После разъединения он сбрасывается. Данный
адрес назначается специальным компьютером - сервером. В операционных системах семейства Windows NT назначение динамического IP может
притормаживать, в связи с этим многие администраторы отказываются от использования динамического IP. Проблема может возникать в следующем: если к
сетевому серверу слишком много обращений, он может зависнуть и попросту не выдать Вам IP-адрес, это неприменно вызовет недовольство.
Введение в Internet
Мы еще неоднократно будем возвращатся к теме Введения в Internet. Здесь мы постораемся выяснить, что такое Internet и для чего он нам
необходим.
Internet - глобальная компьютерная сеть, соединяющая тысячи, да что там, миллионы компьютеров по всему земному шару. Здесь даже
не идет речь о том, какие именно компьютеры, поскольку к сети Internet подключены как персональные компьютеры, так и мейнфреймы, рабочие станции,
карманные ПК и даже мобильные телефоны. Впервые сеть, похожая на Internet, а вернее ее "предок", появилась в 1968 году. Тогда в США компанией ARPAnet
была представлена компьютерная сеть между двумя мощными компьютерами. Компьютеры работали под управлением консольных операционных систем, типа DOS, и
соответственно компьютерная сеть так же управлялась под такой системой. В начале 80-х годов прошлого века сеть измерялась уже в мировых масштабах,
компьютерной сетью пользуется даже королева Великобритании Елизавета II. Именно тогда данная компьютерная сеть была названа как Internet (от
слова inter - мировой, и net (network) - компьютерная сеть).
Сеть уже по тем временам считалась самой уникальной: можно было соединится с компьютером, который находится где-то на другом
континенте. Развитие сети Интернет началось уже в середине 80-х годов. Однако тогда сеть развивалась только как сфера, далекая от персонального
использования. Уже с начала 90-х годов, после появления языка разметки гипертекста -
HTML (Hyper Text Markup Langurage - язык разметки гипертекста)
интернет начал набирать обороты уже как сеть, предназначенная не только для промышленных и научно-исследовательских организаций, а и как сеть,
объеденяющая персональные домашние компьютеры. Уже в середине 90-х появляется способ доступа к сети интернет через сотовый телефон, однако такой метод
доступа был очень примитивным, в отличии от нынешних мобильных технологий (CDMA, GPRS, EDGE, 3G). Мировая глобальная паутина - именно так
расшифровуется три буквы W в начале любого веб-адреса. Полное название - World Wide Web - мировая глобальная паутина.
Модемы
Элементом доступа в глобальную сеть Internet является модем - модулятор-демодулятор. Позволяет модулировать сигналы, получаемые из сети, в
сигнал, доступный для обработки на компьютере. Модемы используются для подключения к сети через аналоговую телефонную линию. Но есть и другие способы
подключения к сети Internet, но они обсуждатся в этой книге не будут.
Суть работы модема довольно проста. Модем представляет собой переферийное устройство, которое обрабатывает принимаемые сигналы в цифровой вид,
который доступен для компьютера. Как известно, информация на компьютере кодируется двоичным образом: низкие и высокие сигналы, то есть 0 и 1. Передача
таких сигналов через телефонную линию невозможна. Телефонная линия передает только один тип данных: звук. Модемы предназначены для того,
чтобы модулировать цифровую компьютерную информацию в аналоговую, то есть в простые звуки. Таким образом, когда мы пытаемся подключится к сети
через обычный модем, он модулирует компьютерную информацию в звуковые сигналы и посылает их к месту назначения. В этом самом месте назначения такой же
модем получает информацию в виде звуковых импульсов и обрабатывает ее в компьютерную информацию, этот процесс называется демодуляцией.
Не смотря на всю простоту данного устройства, подобное преобразование - дело не такое простое, как кажется на первый взгляд. Состав модема
похож на состав множества других переферийных и системных устройств. Вот что входит в состав стандартного модема:
Контроллер - важная составляющая часть любого модема, позволяет выполнять роль некого связующего звена между программным обеспечением
компьютера и самим модемом. Его можно считать центральным процессором модема.
ОЗУ - оперативно-запоминающее устройство. Подобно ОЗУ компьютера позволяет временно хранить данные, которые обрабатывает пользователь.
В него жу на время работы модема помещаются текущие настройки модема.
ПЗУ - постоянно-запоминающее устройство. Хранит в себе некий БИОС модема, или прошивку - программу, записанную в
микросхему, которая не подлежит изменению и предназначена для работы модема и его адаптации к той или иной среде. В последних моделях модемов
данную прошивку можно обновлять, перезаписывать и восстанавливать при повреждениях. Для этого используются специальные веб-узлы, на которых
есть обновления. Обычно подобные обновления можно найти на сайтах производителей модемов.
Кодек - преобразовывает аналоговый сигнал, поступающий из телефонной линии, в цифровой, понятный для компьютера.
Современные модемы бывают разных видов. Все они отличаются своими функциональными возможностями. Соответственно и цена у них разная. Большинство
модемов - телефонные, или аналоговые (оборудование для спутникового интернета сюда не относится, поскольку таковым не является, пояснение
дальше по тексту). Эти модемы используются в большинстве случаев, поскольку на них уже есть драйвера, некоторые операционные системы из разряда UNIX
работают с ними вообще без доустановки драйверов, простота установки и настройки, простота подключения, да и большинство линий электросвязи уже
адаптированы под них. Название - аналоговый интернет - исходит из того, что именно такой интернет уже стал классикой жанра, я имею в виду, что это
классический и устаревший вариант. По крайней мере устаревшим его считают на западе.
Вообще следует отметить, что запад опережает нас не только по компьютерным сетям, но и по всему остальному. Так что удивлятся этому
не стоит. Телефонные аналоговые модемы можно разделить на две категории: аппаратные (внешние) и программные (внешние и внутренные).
Аппаратные модемы - это самостоятельные модемы, имеющие свое собственное ОЗУ, ПЗУ, кодек и контроллер. Такие модемы являются
исключительно внешними и подключаются через разъемы COM 1 - COM 4 или через USB. Для ОС Linux самым лучшим выбором является модем, подключаемый через
COM-порт. Несмотря на то, что в западных странах такие модемы уже украшают стены музеев, у нас же они имеют еще очень даже не слабую стоимость,
которая все же между тем падает. Так, например, известный своим качеством модем OMNI ZyXEL стоит порядка 60$ (для справки: модуль оперативной
памяти DDR2 на 1Гбайт стоит примерно столько же).
Программые модемы - это внутренние модемы, подключаемые через разъем на самой материнской плате. Старые модели подключались через
ISA, современные модемы подключаются через PCI и PCI-Ex. Такие модемы полностью зависимы от компьютера, операции модуляции-демодуляции в нем
осуществляет сама операционная система. Как правило такие модемы поддерживаются только ОС Windows, на другие операционные системы модем не расчитан
вообще, так что пользователи Linux имеют возможность сразу забыть о запуске такого модема в среде этой ОС. Программный модем еще часто называют
WinModem - модем для Windows, однако есть программные модемы, которые поддерживаются ОС Linux, но таких мало. Если при работе аппаратный модем
зависает, его легко можно перезагрузить, выключив и включив снова кнопку питания. А при зависании программного модема приходится перезагружать весь
компьютер, что само собой неудобно. Такой модем имеет очень низкую стоимость и низкое качество.
Что же касается спутникового интернета, то тут все немного сложней. При подключении к спутниковому интернету используется специальное
оборудование, которое по своим характеристикам и функциональным возможностям отличается от обычных аналоговых модемов. Однако само такое оборудование
без спутниковой тарелки и платы за установку может иногда стоить дешевле, чем обычные модемы. Да и потом: выход в интернет через спутниковую тарелку
невозможен без специального запросного канала, по которому пользователь передает запрос на интернет (имя пользователя и пароль). Этим каналом
является линия телефонной связи, а доступ к ней осуществляется как раз с помощью модема или мобильного телефона с настроенным GPRS.
В спутниковом интернете есть и исключение - специальное оборудование для двухсторонней связи, то есть запросной канал уже не требуется.
Как правильно, данный способ является довольно дорогостоящим, а данное оборудование имеет очень низкую пропускную способность, однако затрачивает
большую мощность. Для большинства рядовых пользователей такой способ подключения является невыгодням.
