Комп'ютер-зв'язківець

Необхідність обмінюватися інформацією на відстані існує здавна. Для цього придумано безліч різних засобів: пошта і телеграф, телефон і радіо ... Тепер до них додалося ще один засіб - комп'ютерні телекоммунікаціі16.

Для зв'язку комп'ютерів між собою вони об'єднуються в обчислювальні мережі. У мережі може бути всього кілька ЕОМ, що знаходяться в одному приміщенні, офісі або будинку. Тоді ця мережа називається локальной17 (ЛОМ). Вона може існувати сама по собі, а може і об'єднуватися з іншими. Є мережі, що охоплюють місто або цілий регіон. Існують і всесвітні - глобальние18 мережі.

Більшість мереж будується з використанням виділених серверов19 - спеціальних потужних комп'ютерів, що надають послуги іншим комп'ютерам: доступ до інформації на своїх дисках, пересилання даних, можливість використання тих чи інших периферійних пристроїв (наприклад, принтера) і т. д. Іноді в якості сервера використовують просто досить потужний персональний комп'ютер, але частіше це -- спеціально розроблена машина, розрахована на безперервну роботу протягом багатьох місяців, з пристроями дискової пам'яті підвищеної надійності, резервуванням блоків, а часто і можливістю заміни несправного блоку без вимкнення сервера. Комп'ютери, що користуються послугами сервера, зазвичай називають клієнтами.

Невеликі локальні мережі нерідко будуються так, що кожен комп'ютер може надати свої ресурси іншим. Такі мережі називаються однорангових.

Для передачі даних в локальних мережах використовуються спеціальні лінії зв'язку, частіше за все - кабельні, а останнім часом і оптоволоконні. При зв'язку на великих відстанях прокладка таких ліній має сенс, якщо необхідні висока швидкість передачі і підвищена надійність. У більшості ж випадків вигідніше скористатися вже існуючими лініями загального призначення, наприклад, телефонними. Однак при цьому виникає одна технічна проблема: телефонні лінії призначені для передачі звукового - безперервно змінюється сигналу (такі сигнали називають аналоговими). А комп'ютер передає сигнал, що змінюється стрибкоподібно (дискретний). Тому виникає необхідність спочатку перетворити дискретний сигнал в аналоговий, а після передачі виконати зворотне перетворення. Це завдання вирішує особливий пристрій - модем (модулятор-демодулятор). Модем може бути зовнішнім, що підключаються до одного з послідовних портів комп'ютера, і внутрішнім - встановлюються всередину системного блоку.

Мабуть, найбільш важливою для користувача характеристикою модема є швидкість, з якій передається інформація. Вона вимірюється в бітах у секунду (біт/с) 20. Перші модеми передавали дані зі швидкістю до 300 біт/с, швидкість же сучасних досягає 33600 біт/с і навіть більше.

За який час можна буде передати сторінку тексту (приблизно 2500 символів)? Кожен символ кодується одним байтом, значить, сторінка - 2500 байт = 2500 x 8 біт = 20000 біт. На швидкості 300 біт/с для її передачі треба було б 20000 біт : 300 біт/с = 67 с - більше хвилини. При швидкості ж 28800 біт/с час передачі буде менше однієї секунди21.

Надіслати більше інформації за той же час можна не тільки збільшивши швидкість, але і стиснувши дані. Причому для цього зовсім не обов'язково використовувати будь-які програми-компресори. Більшість сучасних модемів вміють стискати передану інформацію "на льоту".

До жаль, навіть спеціалізовані канали зв'язку, а тим більше, телефонні лінії далеко не ідеальні. Існують шуми і перешкоди, які спотворюють сигнал, можуть відбуватися короткочасні зникнення сигналу і т. п. Але ж у більшості випадків достатньо одного невірного бита, щоб отриманою інформацією було неможливо скористатися. І тут на допомогу приходить корекція помилок. Ідея полягає ось у чому: всі дані розбиваються на фрагменти певної довжини (наприклад, по 128 біт) - блоки, при передачі кожного блоку разом з ним передається контрольна сума, обчислена певним способом на основі всіх байт блоку. Приймаючий модем знову знаходить контрольну суму і порівнює це значення з отриманими від передавального. Якщо числа співпали - вважається, що блок прийнятий вірно, у протилежному випадку передача повторюється. Очевидно, що чим нижче якість лінії зв'язку, тим частіше виникає необхідність повторної передачі блоків, а в результаті - набагато більші (найчастіше, в кілька разів) витрати часу.

Для користувача набагато важливіше не те, скільки біт посилає модем в лінію, а кількість дійсно переданої інформації. З огляду на це, у багатьох випадках вважають за краще говорити про реальну швидкості передачі, вимірюючи її в символах в секунду (cps22).

В комп'ютерних мережах мають спільно працювати різні комп'ютери, різні модеми, різні програми. Щоб усе це могло правильно взаємодіяти, робота мереж підпорядковується особливим угодами - протоколами, що визначає все: характеристики ліній зв'язку, подання даних, корекцію помилок, способи адресації повідомлень, взаємодія програм і багато чого іншого.

При розробці модемів також враховується ряд протоколів. Це, в першу чергу, рекомендації Міжнародного союзу електросвязі23. Кожна рекомендація, визначає передачу даних по телефонних каналах, має своє позначення. Воно складається з латинської літери "V" 24 і номери. Наприклад, рекомендація V.34 визначає передачу на швидкостях до 28800 біт/с. Сучасні модеми працюють і з великими швидкостями (33600 біт/с і навіть 56000 біт/с). А ось протоколи, що визначають корекцію помилок (V.42) і стиснення даних (V.42bis25), підтримують практично усі - не дуже старі - модеми. Але ж без корекції помилок на наших російських лініях і не обійтися.

Зауважимо, що передача даних по телефонних лініях має багато спільного з роботою телефаксу, тому можна майже не ускладнюючи конструкцію модему навчити його працювати і з факсами - вийде пристрій, який називається факс-модем. Але і це не межа: деякі модеми можуть виконувати ще й функцію автовідповідача.

Які ж можливості надають людині комп'ютерні мережі? Розглянемо їх на прикладі глобальної мережі Інтернет (Internet).

Першої одержала широке поширення електронна пошта (e-mail). Вона дозволяє легко, швидко і надійно пересилати будь-яке повідомлення. Причому зовсім не важливо, чи знаходиться адресат на сусідній вулиці або за 1000 кілометрів, в іншій країні, на іншому континенті ... До листа можна прикласти будь-який файл: фотографію, звук і т. п. Обмеження пов'язані тільки з об'ємом переданих даних.

Як відбувається робота з електронною поштою? На своєму комп'ютері ми пишемо пісьмо26 і зберігаємо в особливому каталозі. У цей же каталог потрапляють підготовлені до відправки листа всіх, хто користується цим комп'ютером. Потім у справу вступає програма-мейлер27. Вона встановлює за допомогою модему зв'язок з одним із поштових серверів, автоматично обмінюється з ним листами і тут же розриває зв'язок. Що прийшла пошта сортується по особистих поштових скриньках користувачів. Тепер вони можуть прочитати отримані повідомлення і написати відповіді. Сервер ж у цей час займається сортуванням листів, визначає куди яке повинно бути відправлено і пересилає їх на інші сервери, ті в свою чергу визначають подальший шлях цих листів і т.д. Все це відбувається дуже швидко, сервери з'єднані між собою виділеними лініями зв'язку, і вже через кілька хвилин, в гіршому випадку - годин, повідомлення виявляється на сервер одержувача.

Щоб лист дійшов за призначенням, потрібно вказати адрес28. У мережі Інтернет використовують так звану доменну адресацію. Розглянемо приклад:

[email protected]

Символ "@" (Він називається "комерційне пов" 29) розділяє ім'я користувача (в даному випадку - ivanov) і домен30. Домен, в свою чергу, складається з кількох частин, розділених крапками. Відразу за "@" йде ім'я комп'ютера, воно часто позначає організацію, якій цей комп'ютер належить. Далі йдуть елементи, які можуть вказувати на місто, мережа і т. п. Остання частина адреси - домен верхнього рівня - зазвичай вказує страну31 (ru - Russia).

Зауважимо, що існує кілька особливих "імен користувачів". Найчастіше можна зіткнутися з двома: postmaster32 - адміністратор поштової комп'ютера, керуючий його роботою, і mailer-daemon33 - програма, обробна пошту, частіше за все від неї приходять повідомлення про неправильної адресації листа.

Інтернет дозволяє не тільки обмінюватися листами, але і брати участь у телеконференціях. Це особливі області, в які кожна людина може помістити повідомлення для всіх людей, "підписаних" на дану конференцію. Існує безліч конференцій, присвячених самим різним питанням.

Електронна пошта і телеконференції - найбільш доступні послуги: вони дешеві, пред'являють дуже скромні вимоги до апаратури, але все багатство мережі Інтернет відкривається тільки при повному (IP34) доступі. У цьому випадку в розпорядженні користувача і FTP35-сервери з бібліотеками файлів (текстів, зображень, програм і т. д.), і Telnet-сервери, що надають доступ, наприклад, до баз даних. Найцікавіше ж у Мережі - Всесвітня Павутина (WWW36). Вона заснована на так званому гіпертексті. Під час роботи з ним ми бачимо на екрані текст, можливо, з ілюстраціями, окремі елементи якого виділені (кольором, підкресленням і т. п.). З кожним таким елементом пов'язана гіперпосилання: при кнопці миші ми переходимо в інше місце цього документа або взагалі в іншій документ. Саме те велике, що пов'язані документи можуть перебувати на різних серверах, розділених часто відстанню в багато кілометрів. Легкість переміщення по самих віддалених куточках кіберпростору - один з головних причин популярності Всесвітньої Павутини.

Природно, для роботи з кожним із сервісів (послуг) необхідна відповідна програма. Наприклад, для перегляду гіпертексту (частина його може бути розташована на вашому комп'ютері, а частина - на серверах Інтернет) використовуються програми-браузери37. Найбільш відомі з них "Netscape Navigator38" і "Microsoft Internet Explorer ".

Але телекомунікації - це не тільки Інтернет. До недавнього часу широко поширеним способом електронного спілкування були BBS39 (читається "Бі-Бі-Ес"). На такій станції кожен міг мати невелике оголошення, яке потім бачив будь-яка людина, підключився до неї. Але програми дуже швидко удосконалювалися: була реалізована електронна пошта, конференції (природно, місцеві), файлові бібліотеки. Зараз BBS стає все менше. А ось всесвітня аматорська мережа Fido40 як і раніше живе, в першу чергу, за рахунок дуже розвиненої системи тематичних телеконференцій (як їх називають у Fido, ехоконференцій або просто - "ех ").

Примітки

Tele (грец.) - далеко; Communicatio (лат.) - зв'язок

Localis (лат.) - місцевий. Часто використовують англійське скорочення LAN (від Local Area Network)

Global (фр. від лат. Globus terrae - земна куля) - загальний, що охоплює всю земну кулю. Англійське позначення глобальних мереж - WAN (від Wide Area Network)

від англ. Service - послуга, обслуговування

Часто використовується позначення bps (bit per second). Іноді помилково пишуть, що 1 біт/с = 1 бод (baud). Насправді, в бодах вимірюється кількість змін сигналу в секунду. У сучасних модемах одна зміна сигналу передає кілька біт.

На Насправді це дуже наближений розрахунок. Крім корисних даних необхідна передача керуючої інформації, наприклад, сигналів поділяють байти (так званих, стартових і степових бітів). Ще про деякі фактори, що впливають на реальну швидкість передачі розповідається в наступних абзацах.

від англ. character per second. Причина появи саме такої одиниці в те, що перші модеми використовувалися виключно для передачі текстової інформації.

ITU (International Telecommunication Union). До складу сучасного Сектора стандартизації (ITU-T) увійшов Міжнародний консультативний комітет з телеграфії і телефонії (CCITT). До цих пір разом з новою назвою можна зустріти і старе.

Буква визначає тематику рекомендації. Наприклад, мережам, призначеним спеціально для передачі даних, відповідає "X".

bis (фр.) - повторний, додатковий.

Програму для підготовки і читання листів називають редактором листів.

Від англ. mail - пошта. Існують програми, що поєднують функції редактора листів і мейлера.

Адреса електронної пошти теж називають "e-mail".

Майже офіційним стало і жартівливе назва цього символу - "собачка".

Domain (англ.) - територія, область.

В США домен верхнього рівня вказує на тип організації. Наприклад "edu" - education (освітня організація).

Postmaster (англ.) - начальник поштового відділення.

Дослівно - Поштовий демон. Демонами називають програми, що діють без участі людини.

Internet Protocol. При з'єднанні по комутованої телефонної лінії говорять про DialUpIP-з'єднанні.

File Transfer Protocol - протокол передачі файлів.

від англ. World Wide Web

Browser (англ.) - програма перегляду.

Остання версія, що має ряд додаткових функцій, отримала назву Communicator.

Bulletin Board System (англ.) - електронна дошка оголошень

Існує легенда, що мережа названа на кличку улюбленого собаки одного з творців цієї мережі - Тома Дженнігса. Крім Fido існує безліч аматорських мереж заснований на тій же технології - FTN (Fidonet Technology Network).

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://macedu.narod.ru