Что компьютерные сети унаследовали от компьютерных технологий, а что от телефонных сетей

Обновлено: 04.07.2024

Государственная французская компьютерная служба 1980-х годов рассказывает поучительную историю о чрезмерной зависимости от сегодняшних частных интернет-провайдеров.

В 1991 году большинство американцев еще не слышали об Интернете. Но вся Франция была в сети, покупая, продавая, играя и болтая, благодаря вездесущей маленькой коробке, которая подключалась к телефону. Он назывался Минител.

Minitel был компьютерным терминалом. В нем был экран, клавиатура и модем, но не микропроцессор. Вместо собственных вычислений Minitel подключался к удаленным службам по восходящей линии связи, например, к мейнфрейму 1960-х годов или современному Google Chromebook. Государство (которое также управляло телефонной компанией) бесплатно раздавало терминалы каждому французскому телефонному абоненту.

Minitel имел огромный успех. Имея бесплатные терминалы дома или на работе, люди во Франции могли подключаться к более чем 25 000 онлайн-сервисов задолго до того, как была изобретена всемирная паутина. У многих сервисов эпохи доткомов и приложений были предшественники во Франции 1980-х годов. С Minitel можно было читать новости, участвовать в многопользовательских интерактивных играх, покупать продукты с доставкой в ​​тот же день, отправлять запросы на естественном языке, такие как «забронировать билеты в театр в Париже», покупать указанные билеты с помощью кредитной карты, дистанционно управлять термостатами. и другой бытовой техникой, управлять банковским счетом, чатом и свиданием.

Компания Minitel была выведена из эксплуатации в 2012 году после 30 лет безупречной работы. Терминалы все еще работали, но они не могли справиться с достижениями в области графических технологий, их модемы устарели, а французы давно перешли на Интернет.

Но уроки Minitel продолжают жить и приобретают новую актуальность. В США в 2015 году Закон Федеральной комиссии по связи об открытом Интернете принял закон о сетевом нейтралитете. Но в этом году он подвергся нападкам со стороны как операторов кабельного интернета, так и нынешнего председателя Федеральной комиссии по связи. Американская реализация сети, созданной на базе Minitel, была осуществлена ​​только частным сектором. Он потерпел неудачу отчасти потому, что его использование не регулировалось правительством. По этой причине он предлагает взгляд из прошлого на то, почему сегодняшний шаг FCC может быть ошибочным. Оказывается, регулируемые сети могут предложить лучшие рыночные возможности.

В Кремниевой долине Minitel часто высмеивают как «отсталую систему», воплощение государственной централизации и бюрократии. Как враг творческой ловкости. Но Minitel был единственным онлайн-сервисом, который достиг массового проникновения на массовый рынок до конца 1990-х годов. Подобные системы в США, такие как The Source, DowJones, Compuserve и AOL, были доступны только для немногих богатых и гиков. Эти американские системы также были централизованными сетями, закрытыми сообществами, где весь контент курировался поставщиком услуг. Это были компьютерные версии пакета кабельного телевидения.

В отличие от этого, Minitel не работала как закрытая сеть. В отличие от AOL или Facebook, французское государство сделало Minitel открытой и нейтральной платформой, которая позволяла пользователям подключаться к частным службам. Государственная телекоммуникационная компания построила и эксплуатировала базовую инфраструктуру сети, а затем позволила любому предоставлять услуги поверх нее, если они зарегистрировались для этого. Minitel объединила государственное вмешательство (создание и поддержание рынка) с рыночным нейтралитетом (каждый может продавать легальные продукты и услуги). Это сочетание стало катализатором бума услуг Minitel.

В 1991 году компания France Telecom попыталась повторить успех Minitel в США, создав в Сан-Франциско предприятие 101 Online. Это было похоже на брак, заключенный на небесах. То, что на тот момент было самой успешной общедоступной компьютерной сетью в мире, было создано для встречи с самой модной технической аудиторией мира. В качестве дополнительного фактора компания France Telecom наняла Джона Коута, человека, который превратил сан-францисскую систему электронных досок объявлений The WELL в самое влиятельное интернет-сообщество того времени.

В качестве менеджера сообщества Коут раздал маленькую коробку Minitel лидерам технологий и культуры, таким как Алан Ланделл из журнала Byte и Mondo 2000. Он также брал терминалы на рейв-вечеринки, такие как Woopy Ball в Окленде в 1992 году, где модные толпы болтали в цифровых комнатах для отдыха, и все это в попытке создать новое цифровое сообщество. Рейверам понравилось.

Однако любопытства было недостаточно, чтобы подтолкнуть Minitel к принятию в Америке. Это нуждалось в сообществе с внутренней ценностью. А сообщества возникают, когда люди могут свободно встречаться и обмениваться товарами, услугами и идеями.

Возьмем фермерский рынок. Если город строит и управляет им, он должен позволить продавать там все виды легальных товаров, чтобы инфраструктура обеспечивала максимальную ценность. Если граждане могут покупать только помидоры и апельсины, но не капусту и салат, тогда стоимость рынка ограничена.То же самое относится и к компьютерным сетям: если поставщик интернет-услуг не позволяет поставщикам контента свободно получать доступ к инфраструктуре, арендованной пользователем (через кабельное телевидение или подписку на мобильный телефон), ценность Интернета в целом снижается. Вот почему американский Minitel потерпел неудачу и почему люди должны беспокоиться о том, что интернет-провайдеры могут ограничивать трафик в широкополосных и беспроводных сетях.

На бумаге 101 Online понимает разницу между открытой онлайн-платформой и пакетом кабельного телевидения. В пресс-релизе компания изложила свою миссию: предоставить жителям района залива «новый мощный и эффективный способ общения друг с другом». Онлайн-форум 101, их ребрендинг сети Minitel, был назван «электронным «местом встречи»… первым широко доступным и дешевым электронным средством, которое позволяет обществу напрямую разговаривать с самим собой без телевидения, радио и газет, выступающих в качестве средства массовой информации. -между.”

Но на практике 101 Online выступала в качестве посредника для онлайн-контента. Вместо того, чтобы позволить поставщикам контента управлять своими собственными услугами, как это сделала France Telecom, она воспроизвела доминирующую модель онлайн-сетей США той эпохи: курирование всего контента. Отдельные лица и компании не могли подключаться к сети и продавать свой контент, товары и услуги, как это делали их французские коллеги, и как это вскоре будут делать стартапы доткомов в Интернете. Вместо этого им пришлось отправиться в офис 101 Online в центре Сан-Франциско, передать дискету оператору и дождаться, пока ее содержимое будет преобразовано в собственный формат 101 Online и загружено на сервер компании.

Как позже признался глава отдела маркетинга 101, «мы не создавали экосистему, позволяющую зарабатывать деньги кому-либо, кроме нас». Это не было чем-то новым для онлайн-систем, доступных американцам в то время. Например, в 1983 году онлайн-версия энциклопедии World Book Encyclopedia была удалена с онлайн-платформы CompuServe и заменена электронной энциклопедией Grolier — вероятно, в результате какой-то закулисной лицензионной сделки. В том же году The Source объявила о новой политике курирования контента на своей платформе: «новые продукты подвергаются тщательному анализу на основе вероятных долгосрочных показателей использования, а не «качества привлечения внимания». Удивительно, что The Source решил действовать в качестве куратора, поскольку это было онлайн-подразделение Reader's Digest, которое само по себе является главным куратором. Не больше, чем кого-либо должно удивить, что AT&T, Comcast или Verizon — все сетевые провайдеры, которым также принадлежат контент-компании — могут захотеть сделать то же самое с Интернетом.

Что, однако, может удивить сторонника частного предпринимательства, а не государственных услуг, так это то, что именно частные операторы сократили эти ранние онлайн-платформы, тогда как в случае с Minitel государство оставалось равнодушным. 101 Online использовала точно такую ​​же технологию, которую французы внедрили через Атлантику. Но когда частный сектор полностью взял на себя управление платформой, он предпочел ограничить рынок, а не содействовать ему.

Когда Comcast замедляет работу Netflix, когда AT&T вынуждает Apple блокировать услуги VOIP или когда Verizon запрещает своим клиентам использовать приложения для модема на своих телефонах, они ничем не отличаются от того, что делали CompuServe, The Source и 101 Online в 1980-х годах. и 1990-е годы. Выступая в качестве частных кураторов, компании, владеющие инфраструктурой, через которую пользователи ищут контент, могут контролировать этот контент.

Напротив, когда оператор относится к своей инфраструктуре как к нейтральной, как это сделал Minitel, его рынок предлагает большее разнообразие контента и услуг. Это разнообразие создает большую ценность как для пользователей, так и для бизнеса. В случае Minitel открытость и нейтралитет гарантировались государством, агентом, связанным обязательством действовать в общественных интересах.

Сегодня сторонники кабельного интернета заявляют, что дальнейшее регулирование интернет-услуг неизбежно приведет к закату Интернета, который «увеличит потребительские расходы, замедлит инвестиции и инновации и вызовет годы неопределенности». Сенатор Тед Круз даже назвал сетевой нейтралитет «заботой Обамы об Интернете», призывая против онлайн-сервисов, которые «работают со скоростью правительства».

Но Minitel предлагает необычное историческое одобрение государственного вмешательства в коммерческие компьютерные сети. Участие государства может принести пользу как государственным, так и частным предприятиям, тогда как безудержная зависимость от частного сектора может ограничить инновации, как это произошло с 101 Online.

Эта статья находится в открытом доступе и распространяется в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Введение

Персональные компьютеры (ПК) — это то, что большинство из нас использует для хранения информации (данных) различного рода, от фотографий того времени, когда вы посетили Аляску, и видеозаписей дня рождения вашего ребенка до статьи о роли перфузионной МРТ в головном мозге. опухоли. Когда мы хотим поделиться данными, хранящимися на ПК, мы переносим данные на съемный носитель, такой как дискета, флешка или компакт-диск, а затем физически переносим носитель на другой компьютер. Другой способ — соединить компьютеры каким-либо образом, чтобы данные можно было отправлять напрямую с одного компьютера на другой. Система, в которой множество компьютеров для этой цели соединены друг с другом, называется «компьютерной сетью».

Компьютеры лежат в основе современной обработки и хранения изображений. Компьютеры позволяют легко обмениваться изображениями и данными пациентов и передавать их с помощью системы архивирования и передачи изображений, что изменило практику рентгенологии.

Эта статья посвящена основам создания компьютерных сетей.

Компоненты нетворкинга

Компьютерная сеть в некотором роде похожа на телефонную систему. Чтобы использовать телефон для связи, необходимо:

Подготовить телефоны и связать их друг с другом

Знать номер (адрес) телефона, с которым нужно связаться

Говорить на одном языке, который понимают люди на обоих концах телефонной линии

Точно так же в компьютерной сети нужно:

Физическое соединение между компьютерами. Этого можно добиться с помощью кабелей (проводная сеть) или радиоволн (беспроводная сеть).

Способ получения уникального адреса для каждого компьютера в сети

Общие правила общения (например, язык), чтобы каждый компьютер передавал и получал данные, предназначенные для него

Это достигается как физическими устройствами (аппаратными средствами), так и программным обеспечением (протоколы).

Оборудование

Необходимо следующее основное оборудование:

Сетевая интерфейсная карта (NIC): это устройство, которое соединяет ПК с сетью через кабель (проводная карта) или посредством радиоволн (беспроводная карта). Она может быть внутренней или может быть подключена к ПК через порт (внешняя карта). Каждая сетевая карта имеет уникальный идентификатор (адрес), назначенный ей, который называется управлением доступом к среде. Это идентифицирует его в сети

Система связи для передачи сигнала: здесь могут использоваться кабели или радиопередатчики (беспроводные сети)

Устройства для соединения нескольких компьютеров: сюда входят концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы

Программное обеспечение

Наряду с оборудованием нам нужно программное обеспечение для работы сети.

Сетевой клиент: это программное обеспечение, которое предоставляет компьютеру доступ к сети. Для компьютеров с ОС Windows ® это будет «Клиент для сетей Microsoft»

Протоколы. Это правила, используемые для обмена данными в сети. Наиболее распространенным протоколом является система TCP/IP (протокол управления передачей/Интернет-протокол).

Помимо этого, компьютеру также потребуется программное обеспечение (драйверы) для запуска определенного оборудования (сетевой карты), установленного на ПК

Коммутация пакетов

Это система, в которой большие данные делятся на крошечные части, называемые пакетами, чтобы их можно было отправлять по сети. Это похоже на разделение книги на страницы и отправку по несколько страниц за раз, которые затем собираются в другом месте, чтобы переделать всю книгу. Чтобы сделать это успешно, мы должны знать, к какой книге принадлежит страница, сколько всего страниц и порядок страниц.

Первый шаг – разделить книгу на группы страниц, например, по 50 страниц в упаковке. Каждую из 50 страниц мы вкладываем в конверт. Эта задача выполняется последовательно, чтобы первые 50 страниц вместе вошли в конверт и так далее. Мы ставим на конверте большую цифру «1», чтобы знать, что это первые 50 страниц. Следующие 50 страниц получают номер «2» и так далее. На каждом конверте также пишем, сколько в нем страниц. Наконец, мы пишем адрес получателя снаружи вместе с адресом отправителя. При доставке получатель может подсчитать общее количество конвертов, увидеть, в каких конвертах отсутствуют страницы, и проверить, в каком порядке страницы должны быть собраны. Если конверт отсутствует или в конверте отсутствуют некоторые страницы, отправитель может отправить их снова по почте, чтобы завершить книгу. Конкретный путь, по которому идет каждый конверт, не имеет значения, равно как и порядок, в котором они приходят, если получены все конверты.

Аналогичная процедура выполняется при коммутации пакетов в компьютерной сети. Данные делятся на небольшие пакеты «размера байта», процесс, называемый пакетированием. Затем компьютер анализирует пакеты на предмет того, сколько в них «1» и «0», и эта информация преобразуется в число, называемое контрольной суммой, которое помещается в пакет.Если контрольная сумма, выполненная после получения данных, не совпадает с переданной вместе с пакетом, принимающий компьютер распознает, что произошла ошибка, и запрашивает повторную отправку пакета. Каждый пакет также имеет порядковый номер, который сообщает получателю, где в данных помещается пакет (например, число вне конверта указывает нам, какие первые 50 страниц и т. д.). Таким образом, полный пакет имеет:

Адрес источника (сообщающий нам, откуда он исходит)

Адрес назначения (сообщающий нам, куда он должен идти)

Порядковый номер (сообщающий нам, где находится пакет)

Контрольная сумма для проверки ошибок

Ethernet

Логическая топология сети — это термин, используемый для обозначения правил, по которым данные передаются по сети. Существует несколько основных типов топологии сети, из которых сегодня широко используется Ethernet.

Любая сеть, используемая сегодня, похожа на оживленную дорожную сеть, в которой множество пакетов данных перемещаются между компьютерами по одному и тому же кабелю. Правила топологии предотвращают смешение данных.

Единственный метод, который мы действительно обсудим, — это Ethernet. (Некоторые из вас, возможно, заметили, что сетевая карта, устанавливаемая в большинстве компьютеров с проводным подключением, также называется картой Ethernet.) Первоначально Ethernet был разработан корпорацией Xerox. Он несколько раз изменялся и имеет различные правила или стандарты, которые опубликованы в различных публикациях Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE).

Основные правила топологии Ethernet следующие:

Все компьютеры в одном проводе прослушивают трафик в проводе

Они не передают, если есть трафик

Если они находят «тихое время», пакеты данных передаются

Если они обнаруживают перепутывание пакетов, что называется "коллизией", они прекращают передачу данных на некоторое время и снова передают во время "тихого времени"

"Время покоя" измеряется в наносекундах (10 –9 с). Этот набор правил известен как обнаружение множественного доступа/коллизий с контролем несущей и был разработан IEEE. Поскольку коллизии замедляют передачу, а количество коллизий зависит от количества компьютеров, подключенных к одному и тому же проводу (так называемый домен коллизий), разработчики сетей предпочитают использовать меньше компьютеров на каждом проводе.

В качестве примера другого решения той же проблемы мы упомянем систему Token Ring. Это похоже на систему, используемую на узких горных дорогах, где одновременно может двигаться только одно транспортное средство. Один жетон выдается при входе в секцию и сдается у ворот при выходе из секции. Ни одно транспортное средство не может пройти без жетона. Система Token Ring имеет токен (специальный пакет данных), который перемещается по кольцевой сети. Когда компьютер хочет передать, он ждет токен, захватывает его, когда он приходит, и затем передает. Когда передача завершена, токен возвращается в сеть, чтобы другие компьютеры могли получить токен и передать его. Преимущество этой системы в том, что она не допускает коллизий, но чем больше компьютеров добавляется в кольцо, тем дольше ожидание маркера и скорость передачи.

Ethernet включает в себя физические и логические компоненты, кабели разных типов, различные разъемы и аппаратные средства. Оптоволоконные технологии также включены в стандарт Ethernet.

Новой системой, которая быстро находит все более широкое применение в крупных сетях, является технология асинхронного режима передачи, разработанная для передачи данных, а также видео и аудио. Это не используется для локальных сетей из-за его сложности, но используется для телефонных сетей, например, при предоставлении широкополосного доступа в Интернет по телефонным линиям.

Модель взаимодействия открытых систем (модель OSI)

Это концептуальная модель, представляющая собой теоретическую концепцию задач, которые выполняет компьютерная сеть. Это полезно для понимания основ работы в сети. OSI представляет сеть состоящей из уровней. Уровень — это понятие, представляющее подразделение или задачу сети.

Самый верхний уровень — это пользовательский интерфейс, например браузер, который вы используете для просмотра видео на You Tube. Это называется прикладным уровнем. Примеры этого уровня включают протокол передачи гипертекста, протокол передачи файлов и т. д.

Прикладной уровень получает входные данные от нижележащего уровня, т. е. уровня представления или уровня синтаксиса. Уровень представления интерпретирует данные, полученные из сети, для конкретного приложения (или программы), используемого на компьютере. Это аналогично переводчику, переводящему языки на дипломатической встрече. Данные, полученные уровнем представления, находятся в сетевом формате и преобразуются им в формат, понятный прикладному уровню.

Уровень 5 — это уровень сеанса, который обрабатывает диалог между сетевыми компонентами. Этот уровень решает, кто передает, а кто слушает.

Уровень 4 — это транспортный уровень. Это TCP-часть TCP/IP, которая отправляет и получает пакеты данных. Он проверяет наличие ошибок, и в случае сбоя передачи данные передаются повторно.

Уровень 3 — это сетевой уровень. Этот уровень обеспечивает правильную сортировку адресов в пакетах данных и их отправку. Это IP-часть TCP/IP.

Уровень 2 — это канальный уровень. На этом уровне логический адрес преобразуется в реальную связь с самым нижним уровнем физических сетевых компонентов, таких как сетевые карты, маршрутизаторы, концентраторы и т. д. Этот уровень действует как интерфейс между физической сетью и задачами уровня 3. Такие термины, как Ethernet, относятся к этому уровню.

Уровень 1 — это физический уровень, представляющий собой фактические биты и фрагменты, составляющие сеть в физическом мире. Этот уровень имеет дело с фактическим оборудованием. Он определяет электрические и физические характеристики всех устройств, используемых в сети.

Слои от слоя 1 и выше становятся более абстрактными и с каждым шагом приближаются к тому, что мы видим на экране компьютера. Таким образом, данные, передаваемые вверх по уровням, преобразуются во что-то более понятное для людей, тогда как данные, которые проходят вниз, становятся более понятными для машин.

Если вам, как и мне, не нравится технический жаргон, позвольте заверить вас, что эта информация не является необходимой для использования вашей компьютерной сети. Это полезно в качестве концептуального фона, чтобы понять, как соединяются части.

TCP/IP

TCP/IP — это наиболее распространенный сетевой протокол, используемый сегодня. Интернет использует этот протокол. Все компьютеры в сети идентифицируются по IP-адресу. Это ряд чисел, которые были согласованы. Серия чисел разделена знаком «.», как показано ниже:

192.168.0.8 или 10.1.236.88

Это называется десятичной записью с точками, и по соглашению существует четыре набора чисел, максимум три цифры в каждом наборе. Наибольшее число, которое можно использовать в каждом из них, равно 255 (от 0 до 255, т. е. всего 256 чисел). Все компьютеры в конкретной сети должны иметь одинаковые номера в первых трех наборах. Последний набор чисел (8 или 88 в приведенном выше примере) отличается для каждого компьютера в сети. Определенные серии номеров доступны для частных сетей, а другие серии зарезервированы для использования в Интернете или других местах.

Есть еще один набор цифр, называемый маской подсети, которая уникальна для конкретной сети. Все компьютеры в сети должны использовать одну и ту же маску подсети. Например:

IP-адрес: 192.168.0.2

Маска подсети: 255.255.255.0

Это будет означать, что любое программное обеспечение или приложение, желающее связаться с этим конкретным компьютером, должно будет "набрать" IP-адрес этого компьютера, т. е. 192.168.0.2, чтобы найти его в сети.

Вы можете узнать IP-адрес и маску подсети своего компьютера, когда он подключен к сети (например, к Интернету), открыв свойства сети. Дважды щелкните значок сети в нижнем левом углу компьютера с Windows ® и щелкните вкладку состояния. Это покажет вам ваш текущий IP-адрес, а также маску подсети.

(a) Сетевые данные: компьютер с операционной системой (ОС) Windows XP, (b) сетевые данные: компьютер с операционной системой Linux (ОС).

Краткое примечание об IP-адресах

Они определяются стандартами, установленными Инженерной группой Интернета (IETF). IETF публикует документы, известные как Request For Comment, касающиеся этих стандартов. Предыдущим стандартом был интернет-протокол версии 4.0 (IP, версия 4.0), который все еще используется вместе с текущим интернет-протоколом (IP, версия 6.0). В IP версии 6.0 для адреса используется 128 бит, что означает, что может быть 3,4 × 10 38 уникальных адресов. Этого должно быть достаточно, чтобы в ближайшее время у нас не закончились адреса.

Прямого соответствия между TCP/IP и OSI нет; однако представлены различные слои. См. рис. 2 для краткого пояснения.

Сравнение OSI с TCP/IP: вышележащие уровни становятся более абстрактными с каждым шагом; наоборот, слои вниз становятся более конкретными и физическими

Концепции сетей и передачи данных в сетях, обсуждаемые здесь, носят ознакомительный характер и, мы надеемся, будут стимулировать дальнейшие исследования в этой области.

Благодарности

Помощь, оказанная сержантом Индраджитом в редактировании и г-ном Виджаякумаром для обеспечения фактической и концептуальной точности.

Статьи из The Indian Journal of Radiology & Imaging предоставлены Thieme Medical Publishers

Государственная французская компьютерная служба 1980-х годов рассказывает поучительную историю о чрезмерной зависимости от сегодняшних частных интернет-провайдеров.

В 1991 году большинство американцев еще не слышали об Интернете.Но вся Франция была в сети, покупая, продавая, играя и болтая, благодаря вездесущей маленькой коробке, которая подключалась к телефону. Он назывался Минител.

Minitel был компьютерным терминалом. В нем был экран, клавиатура и модем, но не микропроцессор. Вместо собственных вычислений Minitel подключался к удаленным службам по восходящей линии связи, например, к мейнфрейму 1960-х годов или современному Google Chromebook. Государство (которое также управляло телефонной компанией) бесплатно раздавало терминалы каждому французскому телефонному абоненту.

Minitel имел огромный успех. Имея бесплатные терминалы дома или на работе, люди во Франции могли подключаться к более чем 25 000 онлайн-сервисов задолго до того, как была изобретена всемирная паутина. У многих сервисов эпохи доткомов и приложений были предшественники во Франции 1980-х годов. С Minitel можно было читать новости, участвовать в многопользовательских интерактивных играх, покупать продукты с доставкой в ​​тот же день, отправлять запросы на естественном языке, такие как «забронировать билеты в театр в Париже», покупать указанные билеты с помощью кредитной карты, дистанционно управлять термостатами. и другой бытовой техникой, управлять банковским счетом, чатом и свиданием.

Компания Minitel была выведена из эксплуатации в 2012 году после 30 лет безупречной работы. Терминалы все еще работали, но они не могли справиться с достижениями в области графических технологий, их модемы устарели, а французы давно перешли на Интернет.

Но уроки Minitel продолжают жить и приобретают новую актуальность. В США в 2015 году Закон Федеральной комиссии по связи об открытом Интернете принял закон о сетевом нейтралитете. Но в этом году он подвергся нападкам со стороны как операторов кабельного интернета, так и нынешнего председателя Федеральной комиссии по связи. Американская реализация сети, созданной на базе Minitel, была осуществлена ​​только частным сектором. Он потерпел неудачу отчасти потому, что его использование не регулировалось правительством. По этой причине он предлагает взгляд из прошлого на то, почему сегодняшний шаг FCC может быть ошибочным. Оказывается, регулируемые сети могут предложить лучшие рыночные возможности.

В Кремниевой долине Minitel часто высмеивают как «отсталую систему», воплощение государственной централизации и бюрократии. Как враг творческой ловкости. Но Minitel был единственным онлайн-сервисом, который достиг массового проникновения на массовый рынок до конца 1990-х годов. Подобные системы в США, такие как The Source, DowJones, Compuserve и AOL, были доступны только для немногих богатых и гиков. Эти американские системы также были централизованными сетями, закрытыми сообществами, где весь контент курировался поставщиком услуг. Это были компьютерные версии пакета кабельного телевидения.

В отличие от этого, Minitel не работала как закрытая сеть. В отличие от AOL или Facebook, французское государство сделало Minitel открытой и нейтральной платформой, которая позволяла пользователям подключаться к частным службам. Государственная телекоммуникационная компания построила и эксплуатировала базовую инфраструктуру сети, а затем позволила любому предоставлять услуги поверх нее, если они зарегистрировались для этого. Minitel объединила государственное вмешательство (создание и поддержание рынка) с рыночным нейтралитетом (каждый может продавать легальные продукты и услуги). Это сочетание стало катализатором бума услуг Minitel.

В 1991 году компания France Telecom попыталась повторить успех Minitel в США, создав в Сан-Франциско предприятие 101 Online. Это было похоже на брак, заключенный на небесах. То, что на тот момент было самой успешной общедоступной компьютерной сетью в мире, было создано для встречи с самой модной технической аудиторией мира. В качестве дополнительного фактора компания France Telecom наняла Джона Коута, человека, который превратил сан-францисскую систему электронных досок объявлений The WELL в самое влиятельное интернет-сообщество того времени.

В качестве менеджера сообщества Коут раздал маленькую коробку Minitel лидерам технологий и культуры, таким как Алан Ланделл из журнала Byte и Mondo 2000. Он также брал терминалы на рейв-вечеринки, такие как Woopy Ball в Окленде в 1992 году, где модные толпы болтали в цифровых комнатах для отдыха, и все это в попытке создать новое цифровое сообщество. Рейверам понравилось.

Однако любопытства было недостаточно, чтобы подтолкнуть Minitel к принятию в Америке. Это нуждалось в сообществе с внутренней ценностью. А сообщества возникают, когда люди могут свободно встречаться и обмениваться товарами, услугами и идеями.

Возьмем фермерский рынок. Если город строит и управляет им, он должен позволить продавать там все виды легальных товаров, чтобы инфраструктура обеспечивала максимальную ценность. Если граждане могут покупать только помидоры и апельсины, но не капусту и салат, тогда стоимость рынка ограничена. То же самое относится и к компьютерным сетям: если поставщик интернет-услуг не позволяет поставщикам контента свободно получать доступ к инфраструктуре, арендованной пользователем (через кабельное телевидение или подписку на мобильный телефон), ценность Интернета в целом снижается. Вот почему американский Minitel потерпел неудачу и почему люди должны беспокоиться о том, что интернет-провайдеры могут ограничивать трафик в широкополосных и беспроводных сетях.

На бумаге 101 Online понимает разницу между открытой онлайн-платформой и пакетом кабельного телевидения. В пресс-релизе компания изложила свою миссию: предоставить жителям района залива «новый мощный и эффективный способ общения друг с другом». Онлайн-форум 101, их ребрендинг сети Minitel, был назван «электронным «местом встречи»… первым широко доступным и дешевым электронным средством, которое позволяет обществу напрямую разговаривать с самим собой без телевидения, радио и газет, выступающих в качестве средства массовой информации. -между.”

Но на практике 101 Online выступала в качестве посредника для онлайн-контента. Вместо того, чтобы позволить поставщикам контента управлять своими собственными услугами, как это сделала France Telecom, она воспроизвела доминирующую модель онлайн-сетей США той эпохи: курирование всего контента. Отдельные лица и компании не могли подключаться к сети и продавать свой контент, товары и услуги, как это делали их французские коллеги, и как это вскоре будут делать стартапы доткомов в Интернете. Вместо этого им пришлось отправиться в офис 101 Online в центре Сан-Франциско, передать дискету оператору и дождаться, пока ее содержимое будет преобразовано в собственный формат 101 Online и загружено на сервер компании.

Как позже признался глава отдела маркетинга 101, «мы не создавали экосистему, позволяющую зарабатывать деньги кому-либо, кроме нас». Это не было чем-то новым для онлайн-систем, доступных американцам в то время. Например, в 1983 году онлайн-версия энциклопедии World Book Encyclopedia была удалена с онлайн-платформы CompuServe и заменена электронной энциклопедией Grolier — вероятно, в результате какой-то закулисной лицензионной сделки. В том же году The Source объявила о новой политике курирования контента на своей платформе: «новые продукты подвергаются тщательному анализу на основе вероятных долгосрочных показателей использования, а не «качества привлечения внимания». Удивительно, что The Source решил действовать в качестве куратора, поскольку это было онлайн-подразделение Reader's Digest, которое само по себе является главным куратором. Не больше, чем кого-либо должно удивить, что AT&T, Comcast или Verizon — все сетевые провайдеры, которым также принадлежат контент-компании — могут захотеть сделать то же самое с Интернетом.

Что, однако, может удивить сторонника частного предпринимательства, а не государственных услуг, так это то, что именно частные операторы сократили эти ранние онлайн-платформы, тогда как в случае с Minitel государство оставалось равнодушным. 101 Online использовала точно такую ​​же технологию, которую французы внедрили через Атлантику. Но когда частный сектор полностью взял на себя управление платформой, он предпочел ограничить рынок, а не содействовать ему.

Когда Comcast замедляет работу Netflix, когда AT&T вынуждает Apple блокировать услуги VOIP или когда Verizon запрещает своим клиентам использовать приложения для модема на своих телефонах, они ничем не отличаются от того, что делали CompuServe, The Source и 101 Online в 1980-х годах. и 1990-е годы. Выступая в качестве частных кураторов, компании, владеющие инфраструктурой, через которую пользователи ищут контент, могут контролировать этот контент.

Напротив, когда оператор относится к своей инфраструктуре как к нейтральной, как это сделал Minitel, его рынок предлагает большее разнообразие контента и услуг. Это разнообразие создает большую ценность как для пользователей, так и для бизнеса. В случае Minitel открытость и нейтралитет гарантировались государством, агентом, связанным обязательством действовать в общественных интересах.

Сегодня сторонники кабельного интернета заявляют, что дальнейшее регулирование интернет-услуг неизбежно приведет к закату Интернета, который «увеличит потребительские расходы, замедлит инвестиции и инновации и вызовет годы неопределенности». Сенатор Тед Круз даже назвал сетевой нейтралитет «заботой Обамы об Интернете», призывая против онлайн-сервисов, которые «работают со скоростью правительства».

Но Minitel предлагает необычное историческое одобрение государственного вмешательства в коммерческие компьютерные сети. Участие государства может принести пользу как государственным, так и частным предприятиям, тогда как безудержная зависимость от частного сектора может ограничить инновации, как это произошло с 101 Online.

Эта статья находится в открытом доступе и распространяется в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Введение

Персональные компьютеры (ПК) — это то, что большинство из нас использует для хранения информации (данных) различного рода, от фотографий того времени, когда вы посетили Аляску, и видеозаписей дня рождения вашего ребенка до статьи о роли перфузионной МРТ в головном мозге. опухоли. Когда мы хотим поделиться данными, хранящимися на ПК, мы переносим данные на съемный носитель, такой как дискета, флешка или компакт-диск, а затем физически переносим носитель на другой компьютер. Другой способ — соединить компьютеры каким-либо образом, чтобы данные можно было отправлять напрямую с одного компьютера на другой.Система, в которой множество компьютеров для этой цели соединены друг с другом, называется «компьютерной сетью».

Компьютеры лежат в основе современной обработки и хранения изображений. Компьютеры позволяют легко обмениваться изображениями и данными пациентов и передавать их с помощью системы архивирования и передачи изображений, что изменило практику рентгенологии.

Эта статья посвящена основам создания компьютерных сетей.

Компоненты нетворкинга

Компьютерная сеть в некотором роде похожа на телефонную систему. Чтобы использовать телефон для связи, необходимо:

Подготовить телефоны и связать их друг с другом

Знать номер (адрес) телефона, с которым нужно связаться

Говорить на одном языке, который понимают люди на обоих концах телефонной линии

Точно так же в компьютерной сети нужно:

Физическое соединение между компьютерами. Этого можно добиться с помощью кабелей (проводная сеть) или радиоволн (беспроводная сеть).

Способ получения уникального адреса для каждого компьютера в сети

Общие правила общения (например, язык), чтобы каждый компьютер передавал и получал данные, предназначенные для него

Это достигается как физическими устройствами (аппаратными средствами), так и программным обеспечением (протоколы).

Оборудование

Необходимо следующее основное оборудование:

Сетевая интерфейсная карта (NIC): это устройство, которое соединяет ПК с сетью через кабель (проводная карта) или посредством радиоволн (беспроводная карта). Она может быть внутренней или может быть подключена к ПК через порт (внешняя карта). Каждая сетевая карта имеет уникальный идентификатор (адрес), назначенный ей, который называется управлением доступом к среде. Это идентифицирует его в сети

Система связи для передачи сигнала: здесь могут использоваться кабели или радиопередатчики (беспроводные сети)

Устройства для соединения нескольких компьютеров: сюда входят концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы

Программное обеспечение

Наряду с оборудованием нам нужно программное обеспечение для работы сети.

Сетевой клиент: это программное обеспечение, которое предоставляет компьютеру доступ к сети. Для компьютеров с ОС Windows ® это будет «Клиент для сетей Microsoft»

Протоколы. Это правила, используемые для обмена данными в сети. Наиболее распространенным протоколом является система TCP/IP (протокол управления передачей/Интернет-протокол).

Помимо этого, компьютеру также потребуется программное обеспечение (драйверы) для запуска определенного оборудования (сетевой карты), установленного на ПК

Коммутация пакетов

Это система, в которой большие данные делятся на крошечные части, называемые пакетами, чтобы их можно было отправлять по сети. Это похоже на разделение книги на страницы и отправку по несколько страниц за раз, которые затем собираются в другом месте, чтобы переделать всю книгу. Чтобы сделать это успешно, мы должны знать, к какой книге принадлежит страница, сколько всего страниц и порядок страниц.

Первый шаг – разделить книгу на группы страниц, например, по 50 страниц в упаковке. Каждую из 50 страниц мы вкладываем в конверт. Эта задача выполняется последовательно, чтобы первые 50 страниц вместе вошли в конверт и так далее. Мы ставим на конверте большую цифру «1», чтобы знать, что это первые 50 страниц. Следующие 50 страниц получают номер «2» и так далее. На каждом конверте также пишем, сколько в нем страниц. Наконец, мы пишем адрес получателя снаружи вместе с адресом отправителя. При доставке получатель может подсчитать общее количество конвертов, увидеть, в каких конвертах отсутствуют страницы, и проверить, в каком порядке страницы должны быть собраны. Если конверт отсутствует или в конверте отсутствуют некоторые страницы, отправитель может отправить их снова по почте, чтобы завершить книгу. Конкретный путь, по которому идет каждый конверт, не имеет значения, равно как и порядок, в котором они приходят, если получены все конверты.

Аналогичная процедура выполняется при коммутации пакетов в компьютерной сети. Данные делятся на небольшие пакеты «размера байта», процесс, называемый пакетированием. Затем компьютер анализирует пакеты на предмет того, сколько в них «1» и «0», и эта информация преобразуется в число, называемое контрольной суммой, которое помещается в пакет. Если контрольная сумма, выполненная после получения данных, не совпадает с переданной вместе с пакетом, принимающий компьютер распознает, что произошла ошибка, и запрашивает повторную отправку пакета. Каждый пакет также имеет порядковый номер, который сообщает получателю, где в данных помещается пакет (например, число вне конверта указывает нам, какие первые 50 страниц и т. д.). Таким образом, полный пакет имеет:

Адрес источника (сообщающий нам, откуда он исходит)

Адрес назначения (сообщающий нам, куда он должен идти)

Порядковый номер (сообщающий нам, где находится пакет)

Контрольная сумма для проверки ошибок

Ethernet

Логическая топология сети — это термин, используемый для обозначения правил, по которым данные передаются по сети. Существует несколько основных типов топологии сети, из которых сегодня широко используется Ethernet.

Любая сеть, используемая сегодня, похожа на оживленную дорожную сеть, в которой множество пакетов данных перемещаются между компьютерами по одному и тому же кабелю. Правила топологии предотвращают смешение данных.

Единственный метод, который мы действительно обсудим, — это Ethernet. (Некоторые из вас, возможно, заметили, что сетевая карта, устанавливаемая в большинстве компьютеров с проводным подключением, также называется картой Ethernet.) Первоначально Ethernet был разработан корпорацией Xerox. Он несколько раз изменялся и имеет различные правила или стандарты, которые опубликованы в различных публикациях Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE).

Основные правила топологии Ethernet следующие:

Все компьютеры в одном проводе прослушивают трафик в проводе

Они не передают, если есть трафик

Если они находят «тихое время», пакеты данных передаются

Если они обнаруживают перепутывание пакетов, что называется "коллизией", они прекращают передачу данных на некоторое время и снова передают во время "тихого времени"

"Время покоя" измеряется в наносекундах (10 –9 с). Этот набор правил известен как обнаружение множественного доступа/коллизий с контролем несущей и был разработан IEEE. Поскольку коллизии замедляют передачу, а количество коллизий зависит от количества компьютеров, подключенных к одному и тому же проводу (так называемый домен коллизий), разработчики сетей предпочитают использовать меньше компьютеров на каждом проводе.

В качестве примера другого решения той же проблемы мы упомянем систему Token Ring. Это похоже на систему, используемую на узких горных дорогах, где одновременно может двигаться только одно транспортное средство. Один жетон выдается при входе в секцию и сдается у ворот при выходе из секции. Ни одно транспортное средство не может пройти без жетона. Система Token Ring имеет токен (специальный пакет данных), который перемещается по кольцевой сети. Когда компьютер хочет передать, он ждет токен, захватывает его, когда он приходит, и затем передает. Когда передача завершена, токен возвращается в сеть, чтобы другие компьютеры могли получить токен и передать его. Преимущество этой системы в том, что она не допускает коллизий, но чем больше компьютеров добавляется в кольцо, тем дольше ожидание маркера и скорость передачи.

Ethernet включает в себя физические и логические компоненты, кабели разных типов, различные разъемы и аппаратные средства. Оптоволоконные технологии также включены в стандарт Ethernet.

Новой системой, которая быстро находит все более широкое применение в крупных сетях, является технология асинхронного режима передачи, разработанная для передачи данных, а также видео и аудио. Это не используется для локальных сетей из-за его сложности, но используется для телефонных сетей, например, при предоставлении широкополосного доступа в Интернет по телефонным линиям.

Модель взаимодействия открытых систем (модель OSI)

Это концептуальная модель, представляющая собой теоретическую концепцию задач, которые выполняет компьютерная сеть. Это полезно для понимания основ работы в сети. OSI представляет сеть состоящей из уровней. Уровень — это понятие, представляющее подразделение или задачу сети.

Самый верхний уровень — это пользовательский интерфейс, например браузер, который вы используете для просмотра видео на You Tube. Это называется прикладным уровнем. Примеры этого уровня включают протокол передачи гипертекста, протокол передачи файлов и т. д.

Прикладной уровень получает входные данные от нижележащего уровня, т. е. уровня представления или уровня синтаксиса. Уровень представления интерпретирует данные, полученные из сети, для конкретного приложения (или программы), используемого на компьютере. Это аналогично переводчику, переводящему языки на дипломатической встрече. Данные, полученные уровнем представления, находятся в сетевом формате и преобразуются им в формат, понятный прикладному уровню.

Уровень 5 — это уровень сеанса, который обрабатывает диалог между сетевыми компонентами. Этот уровень решает, кто передает, а кто слушает.

Уровень 4 — это транспортный уровень. Это TCP-часть TCP/IP, которая отправляет и получает пакеты данных. Он проверяет наличие ошибок, и в случае сбоя передачи данные передаются повторно.

Уровень 3 — это сетевой уровень. Этот уровень обеспечивает правильную сортировку адресов в пакетах данных и их отправку. Это IP-часть TCP/IP.

Уровень 2 — это канальный уровень. На этом уровне логический адрес преобразуется в реальную связь с самым нижним уровнем физических сетевых компонентов, таких как сетевые карты, маршрутизаторы, концентраторы и т. д. Этот уровень действует как интерфейс между физической сетью и задачами уровня 3. Такие термины, как Ethernet, относятся к этому уровню.

Уровень 1 — это физический уровень, представляющий собой фактические биты и фрагменты, составляющие сеть в физическом мире. Этот уровень имеет дело с фактическим оборудованием. Он определяет электрические и физические характеристики всех устройств, используемых в сети.

Слои от слоя 1 и выше становятся более абстрактными и с каждым шагом приближаются к тому, что мы видим на экране компьютера. Таким образом, данные, передаваемые вверх по уровням, преобразуются во что-то более понятное для людей, тогда как данные, которые проходят вниз, становятся более понятными для машин.

Если вам, как и мне, не нравится технический жаргон, позвольте заверить вас, что эта информация не является необходимой для использования вашей компьютерной сети. Это полезно в качестве концептуального фона, чтобы понять, как соединяются части.

TCP/IP

TCP/IP — это наиболее распространенный сетевой протокол, используемый сегодня. Интернет использует этот протокол. Все компьютеры в сети идентифицируются по IP-адресу. Это ряд чисел, которые были согласованы. Серия чисел разделена знаком «.», как показано ниже:

192.168.0.8 или 10.1.236.88

Это называется десятичной записью с точками, и по соглашению существует четыре набора чисел, максимум три цифры в каждом наборе. Наибольшее число, которое можно использовать в каждом из них, равно 255 (от 0 до 255, т. е. всего 256 чисел). Все компьютеры в конкретной сети должны иметь одинаковые номера в первых трех наборах. Последний набор чисел (8 или 88 в приведенном выше примере) отличается для каждого компьютера в сети. Определенные серии номеров доступны для частных сетей, а другие серии зарезервированы для использования в Интернете или других местах.

Есть еще один набор цифр, называемый маской подсети, которая уникальна для конкретной сети. Все компьютеры в сети должны использовать одну и ту же маску подсети. Например:

IP-адрес: 192.168.0.2

Маска подсети: 255.255.255.0

Это будет означать, что любое программное обеспечение или приложение, желающее связаться с этим конкретным компьютером, должно будет "набрать" IP-адрес этого компьютера, т. е. 192.168.0.2, чтобы найти его в сети.

Вы можете узнать IP-адрес и маску подсети своего компьютера, когда он подключен к сети (например, к Интернету), открыв свойства сети. Дважды щелкните значок сети в нижнем левом углу компьютера с Windows ® и щелкните вкладку состояния. Это покажет вам ваш текущий IP-адрес, а также маску подсети.

(a) Сетевые данные: компьютер с операционной системой (ОС) Windows XP, (b) сетевые данные: компьютер с операционной системой Linux (ОС).

Краткое примечание об IP-адресах

Они определяются стандартами, установленными Инженерной группой Интернета (IETF). IETF публикует документы, известные как Request For Comment, касающиеся этих стандартов. Предыдущим стандартом был интернет-протокол версии 4.0 (IP, версия 4.0), который все еще используется вместе с текущим интернет-протоколом (IP, версия 6.0). В IP версии 6.0 для адреса используется 128 бит, что означает, что может быть 3,4 × 10 38 уникальных адресов. Этого должно быть достаточно, чтобы в ближайшее время у нас не закончились адреса.

Прямого соответствия между TCP/IP и OSI нет; однако представлены различные слои. См. рис. 2 для краткого пояснения.

Сравнение OSI с TCP/IP: вышележащие уровни становятся более абстрактными с каждым шагом; наоборот, слои вниз становятся более конкретными и физическими

Концепции сетей и передачи данных в сетях, обсуждаемые здесь, носят ознакомительный характер и, мы надеемся, будут стимулировать дальнейшие исследования в этой области.

Благодарности

Помощь, оказанная сержантом Индраджитом в редактировании и г-ном Виджаякумаром для обеспечения фактической и концептуальной точности.

Статьи из The Indian Journal of Radiology & Imaging предоставлены Thieme Medical Publishers

Читайте также: