Компьютерные сети используются уже достаточно давно. Они появились, когда пользователи задумались: нельзя ли переносить информацию с компьютера на компьютер не с помощью гибкого диска и прочих носителей, а как-нибудь быстрее и удобнее, или так подключить принтер, чтобы распечатать на нем можно было не с одного, а с нескольких компьютеров.
Подумали-подумали и протянули между компьютерами кабель. Получилась сеть (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Простейшая сеть
На самом деле не все так просто. Чтобы соединить компьютеры в сеть, их нужно укомплектовать необходимым аппаратным и программным обеспечением. Но об этом чуть ниже, а пока...
Сетью мы назовем систему соединенных между собой (аппаратно и программно) компьютеров с возможностью использования общих ресурсов. Под использованием общих ресурсов мы будем понимать (а не зазубривать наизусть) следующее:
– совместное использование файлов компьютеров в сети (вместо обмена гибкими дисками, компакт-дисками и прочими представителями внешней памяти);
– совместное использование жестких дисков всех компьютеров, а также разных периферийных устройств: принтеров, сканеров, модемов и др.
Кроме того, сеть позволяет осуществлять связь пользователей между собой (например, с помощью почтовых программ) и удаленное управление компьютерами сети (с главного компьютера).
Сети разделяются по способу организации равноправия.
– Если все компьютеры в сети равноправны (то есть каждый из них имеет равный доступ к любому другому компьютеру сети), то такая сеть называется одноранговой (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Торжество компьютерной демократии, реализованное в последовательной одноранговой сети
– Если сеть имеет центральный компьютер, который управляет ее работой, то она называется сетью с выделенным сервером. Предваряя недоуменные вопросы, сразу поясню, что сервер – это самый главный компьютер в сети, который получает запросы от подключенных к нему компьютеров, обрабатывает эти запросы и решает, соединить ли просителя с нужной информацией (хранящейся на другом компьютере) и разрешить ли ему напечатать документ на общем принтере или нет у него на это никаких прав.
Все остальные компьютеры сети называются клиентами, или рабочими станциями (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Сервер и его клиенты
ПРИМЕЧАНИЕ – ПОДБАДРИВАНИЕ
Что, слишком много определений? Ничего, еще чуть-чуть осталось. Прорвемся!
Нам еще нужно иметь представление об основных параметрах сетей. Эта информация нам пригодится.
– Скорость передачи информации. Она измеряется в битах в секунду (бит/с)[3] . Понятно, что с сетью, где скорость измеряется в таких единицах, работать невозможно. Гораздо приятнее работать с сетью, скорость которой измеряется в Кбит/с, а еще лучше – в Мбит/с или даже Гбит/с.
– Пропускная способность сети. Измеряется в битах в секунду или в бодах (1 бод = 1 бит/с). Пропускная способность сети определяет максимально возможное количество информации, которое можно передать по каналу в единицу времени, то есть максимальную скорость передачи. Она зависит от физических характеристик аппаратных составляющих сети.
– Достоверность и надежность канала связи. Первый в этом пункте параметр (достоверность) означает количество ошибок на один переданный знак, а второй (надежность) – определяет среднее время безотказной работы. Нормальным значением надежности является несколько тысяч часов.
Ну что же, мы почти закончили. Еще несколько слов о компонентах сети – и мы переходим к Интернету.
Компоненты сети
Чтобы соединить хотя бы два компьютера в сеть, вам понадобятся специальные устройства. Во-первых, компьютеры должны быть оборудованы сетевым адаптером (сетевой картой). На рисунке 1.4 показаны внутренний сетевой адаптер (он устанавливается на материнской карте компьютера) (рис. 1.4, а), внешний сетевой адаптер (он подсоединяется к USB-порту компьютера) (рис. 1.4, 6) и беспроводные адаптеры (с ними для сетевого соединения провода не нужны) (рис. 1.4, в, г).
Рис. 1.4. Сетевые адаптеры
Во-вторых, вам понадобится то, что будет соединять компьютеры друг с другом. В зависимости от вида сетевых адаптеров такой передающей средой могут быть следующие аппаратные средства.
– Различные провода: коаксиальный, витая пара или оптоволоконный кабель (на рис. 1.5 – слева направо).
Рис. 1.5. По этим проводам передаются сигналы
– Радиоканалы или каналы спутниковой связи. Если сетевые адаптеры беспроводные, то провода, естественно, не нужны. Связь в этом случае устанавливается через специально выделенные для передачи цифровой информации радиоканалы или каналы спутниковой связи.
– Коммутаторы и концентраторы (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Концентраторы
Сетевой протокол
Как это обычно бывает, бездушное железо само по себе с другим бездушным железом «общаться» не будет. Если работой одиноко стоящего компьютера управляет операционная система, то процессом соединения и обмена информацией в сети управляет сетевой протокол. Он представляет собой совокупность сетевых устройств, драйверов для этих устройств и специальных служебных программ.
ВНИМАНИЕ! ОПРЕДЕЛЕНИЕ!
Сетевым протоколом называют набор правил, определяющих принципы обмена данными между компьютерами. Он устанавливает тип используемых данных, стандарты связи и правила обработки ошибок.
Проще говоря, протокол определяет метод передачи данных с одного компьютера на другой.
Чтобы было еще понятнее, разберемся, как происходит обмен информацией между знакомыми всем (надеюсь) устройствами – телефонами.
Как звуки переносятся по телефонным проводам? Общаясь по телефону, мы обычно говорим в трубку. При этом специальное устройство (микрофон) улавливает звуковые колебания (голос) и преобразует их в электромагнитные колебания, которые очень быстро[4] распространяются по проводам, пока не попадут в трубку вашего собеседника. А в ней специальное устройство (динамик) преобразовывает их обратно в звуковые.
Примерно так же происходит и в компьютерах. Файлы из одного компьютера с помощью специальных устройств (некоторые из них изображены на рис. 1.4-1.6) преобразуются в электромагнитные волны. В виде этих волн (или в виде радиоволн, если провода отсутствуют) файлы путешествуют по разным проводам, пока не попадут в другой компьютер. Там их в торжественной обстановке встречают свои сетевые устройства и сразу же быстренько преобразуют обратно в файлы. А уже каким образом происходит преобразование файлов и их пересылка на новый компьютер, определяется именно сетевым протоколом.
СОВЕТ
Понятие протокола схоже с понятием интерфейса. И в первом, и во втором случаях это правила, определяющие «общение» устройств. Хотя есть понятие «сетевой интерфейс», описывающее взаимодействие компонентов сети в рамках протокола. Если все равно не понятно, не отчаивайтесь. Чуть ниже я объясню наглядно, что такое протокол.
Существует огромное количество различных сетей. Как я говорил, простейшая сеть может объединить два компьютера у вас дома. Самая сложная сеть объединяет компьютеры, расположенные в разных странах. При этом компьютеры часто работают под управлением разных операционных систем. Более того, для каждой ОС разработаны десятки своих сетевых протоколов. И объединить все это многообразие удалось благодаря созданию Глобальной сети, которой дали гордое имя – Интернет. Как говорится, они (сети) такие разные, но все-таки они вместе.
Итак, Интернет – это сеть, объединяющая все остальные сети. Это сеть сетей, над-сеть, суперсеть. Именно поэтому слово Интернет и пишут с прописной буквы, из уважения.
Объединение разных сетей стало возможным благодаря созданию и активному распространению межсетевого протокола TCP/IP. Так как это очень важный протокол, остановимся на нем подробнее.
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol – протокол управления передачей/протокол Интернета) читается как «ТиСиПи/АйПи». Собственно, это самый главный протокол Интернета. Если ваше оборудование его не поддерживает (что вряд ли), то полностью оценить прелести глобальной Сети вам не удастся.
Попробуем разобраться с сутью сетевого протокола на примере протокола TCP/IP.
О протоколе TCP/IP и не только
Протокол TCP/IP был создан фактически по заданию Министерства обороны США, которое поставило задачу создать такие надежные системы связи, которые продолжали бы спокойно функционировать при уничтожении (противником) как некоторых узлов сети, так и ее отдельных участков (подробнее об этом читайте в уроке 2, где рассказано об истории Интернета). Пока отмечу, что протокол TCP/ IP на самом деле является семейством протоколов, в которое входят различные транспортные протоколы, протоколы маршрутизации, поддержки адресов, шлюзовые протоколы и протоколы прикладных служб.
