Как называется объем информации, полученный компьютером или отправленный с него в сеть

Обновлено: 29.06.2024

Здесь мы рассмотрим самые основные функции сети и пакетов.

Сеть

Компьютерные сети похожи на телефонную систему для компьютеров.
Компьютер выполняет "вызов" для обмена данными с другим компьютером.
Общение всегда осуществляется только байтами
Стоит знать основы, поскольку вы постоянно пользуетесь сетью
Когда вы просыпаетесь, сколько времени проходит перед использованием сети?

Компьютерные сети сложны в деталях, но основные идеи того, как все это работает, удивительно просты, и это то, что мы собираемся изучить.

LAN — локальная сеть

Начните с малого.
LAN – локальная сеть
Один дом, один этаж здания
Позже покажите масштабирование до всемирной сети Интернет.
Две суперпопулярные технологии локальных сетей:
– Ethernet, проводная локальная сеть;
– Wi-Fi, беспроводная локальная сеть.

Мы начнем с технологии LAN (локальной сети), которая позволяет соединить от 2 до 50 компьютеров в доме или на одном этаже здания.

Локальная сеть Ethernet — пропускная способность

Очень популярная технология проводных локальных сетей, 1974 г.
Провода толщиной с соломинку.
Максимальная длина провода – 100 метров.
Провода часто желтые или синие.
Разъем RJ-45, как у большого телефонного разъема.
скорость пропускной способности — бит в секунду
Обычные значения пропускной способности:
– 100 мегабит, 100 миллионов бит в секунду, или 100 Мбит/с
– 1 гигабит, 1 миллиард бит в секунду, или 1 Гбит/с, 1000 Мбит/с.
путаница с буквой "b" - обратите внимание, что "mbps" и "gbps" относятся к битам, а не к байтам
Скорость передачи данных обычно указывается в битах в секунду, как указано выше.

Разъем Ethernet RJ45

Кабели Ethernet, подключенные к задней панели маршрутизатора Wi-Fi (Linksys WRT54g)

Ethernet — чрезвычайно распространенный и влиятельный стандарт проводных локальных сетей, поэтому мы начнем с него. Длина кабеля Ethernet обычно ограничена 100 метрами в соответствии с его «местной» ориентацией. Типичное приложение LAN представляет собой объединение в сеть компьютеров в одной комнате или на одном этаже здания. Наиболее распространенной формой подключения Ethernet является 100base-T (100 мегабит) с разъемами RJ-45 на концах. Разъем RJ-45 размером с мизинец напоминает широкий штекер телефонного провода.

Пакеты — данные отсюда туда

напр. отправить файл изображения между компьютерами, подключенными к сети Ethernet
Это вариант локальной сети с одним переходом (позже масштабирование до всего мира)
напр. 50 КБ изображение.jpg
50 000 байт
Как отправить файл image.jpg по сети?
Использовать пакеты
Разделить байты файла image.jpg на пакеты
Скажем, каждый пакет имеет размер 1500 байт (варьируется)
Затем файл image.jpg делится примерно на 32 пакета.
Сеть передает по одному пакету за раз

Мы начнем с простейшего случая, когда два компьютера подключены кабелем Ethernet, и мы хотим отправить файл изображения в формате jpeg размером 50 КБ с одного компьютера на другой. Это случай «одного перехода». Сеть между двумя компьютерами, разделенными только кабелем Ethernet. Позже мы масштабируем это до случая полного Интернета с двумя компьютерами, расположенными в разных частях мира. Первый вопрос: как байты файла изображения на одном компьютере отправляются на другой компьютер по кабелю Ethernet (или по Wi-Fi)?

Для передачи 50 КБ изображения разбиваются на пакеты. Пакет является естественной единицей передачи в сети. В этом случае, скажем, каждый пакет имеет размер около 1500 байт (типичный размер пакета), тогда байты изображения размером 50 КБ можно разделить примерно на 32 пакета по 1500 байт каждый. Не обязательно, чтобы все пакеты были одинакового размера, просто каждый байт изображения отправляется в том или ином пакете.

Ethernet — отправка одного пакета

Посмотрите на передачу одного 1500-байтового пакета
Каждый байт состоит из 8 бит, например. 0 1 1 0 1 0 1 0
1500 байт * 8 бит на байт = всего 12 000 бит
Отправить каждый байт (небольшое упрощение):
-Пройтись по всем битам, слева направо
-На каждую 1 подать 3 вольта на провод
-На каждый 0, подайте на провод 0 вольт
Чтобы получить пакет:
-Следуйте схеме 3 вольт / 0 вольт, поступающих по проводу
- Соберите 0 и 1 в группы по 8, чтобы получить каждый байт
цифровая передача — только 0 и 1
Двигается со скоростью около 2/3 скорости света (варьируется)

Ethernet предоставляет основные средства для передачи пакетов между двумя компьютерами, соединенными кабелем Ethernet. Скажем, у нас есть пакет из 1500 байт информации, которую мы хотим отправить. Каждый байт состоит из 8 бит, так что нужно отправить 12 000 бит, где каждый бит равен 0 или 1. Вот упрощенное описание того, как это работает: кабель Ethernet состоит из двух проводов, соединяющих компьютеры. Отправляющий компьютер мог считывать 12000 бит по порядку, и для каждого 1 бита между проводами помещалось 3 вольта, а для каждого 0 бита между проводами помещалось 0 вольт. Принимающий компьютер может следить за ходом, отмечая последовательность 3В/0В на проводах с течением времени, и таким образом получает 12000 бит. На самом деле самый последний Ethernet содержит 4 пары проводов и поддерживает отправку информации в обоих направлениях и с более сложной схемой напряжения. Однако этот шаблон прохождения битов и изменения напряжения для «отправки» каждого бита, по сути, и является тем, как все это работает.

Контрольная сумма и ошибки

контрольные суммы обнаруживают ошибки передачи
Разрешить получателю определять правильность получения пакета
Пример схемы контрольной суммы:
-Каждый байт представляет собой число от 0 до 255.
-Отправитель складывает все байты пакета, скажем, сумма 157231.
-Возьмите последние 2 цифры, 31. , как "контрольная сумма" пакета
-Отправитель добавляет байт контрольной суммы в конец пакета
-Получатель: суммирует полученные байты, проверяет совпадение контрольной суммы
Контрольная сумма не совпадает указывает на повреждение данных
Получатель просит отправителя повторно отправить этот пакет
Очень вероятно обнаружение ошибок
Не идеально — 2 ошибки могут свести на нет
Используемые схемы контрольных сумм лучше, чем просто сумма
Контрольные суммы используются очень широко:
ethernet, USB, Wi-Fi, . все!
Вот как ваши файлы передаются правильно
Вспомните аналого-цифровую тему: когда данные представляют собой числа, многие полезные алгоритмы становятся простыми. Еще одним примером являются контрольные суммы.

Пример контрольной суммы пакета:

Каждый пакет содержит дополнительные байты контрольной суммы, поэтому получатель пакета может определить, не были ли повреждены некоторые биты в пакете при передаче. Простым примером схемы контрольной суммы может быть: пройтись по всем байтам и сложить их все. Контрольная сумма — это последние 2 цифры суммы всех байтов; отправить эту контрольную сумму как дополнительный байт вместе с остальными данными пакета. Получатель может выполнить то же вычисление — сложить все байты — чтобы убедиться, что они получают одинаковую контрольную сумму. Фактический алгоритм контрольной суммы более сложен, чем простое сложение байтов, и более способен обнаруживать ошибки. Контрольная сумма вероятностная, не выявляющая 100% ошибок; существует микроскопическая вероятность того, что ошибка произойдет, но контрольная сумма ее не уловит.

Контрольная сумма позволяет получателю заметить, что пакет не прошел должным образом, и заставить отправителя повторно отправить этот пакет. Большинство пакетов проходят нормально, но повторная отправка нескольких пакетов происходит постоянно. Таким образом, когда вы отправляете файл JPEG из одного места в другое, он проходит правильно, вплоть до последнего бита.

Максимальный объем данных, передаваемых через интернет-соединение за заданный промежуток времени.

Пропускная способность часто ошибочно принимается за скорость интернета, хотя на самом деле это объем информации, который может быть отправлен по соединению за определенное время, исчисляемое в мегабитах в секунду (Мбит/с).

В чем разница?

Некоторые интернет-термины настолько похожи, что их часто путают друг с другом. Мы здесь, чтобы помочь исправить ситуацию.

Пропускная способность и
скорость

Пропускная способность – это объем информации, которую вы получаете каждую секунду, а скорость – скорость получения или загрузки этой информации. Давайте сравним это с наполнением ванны. Если смеситель для ванны имеет широкое отверстие, больше воды может течь с большей скоростью, чем если бы труба была более узкой. Думайте о воде как о пропускной способности, а скорость течения воды — как о скорости.

Пропускная способность и
задержка

Задержка иногда называется задержкой или скоростью проверки связи. Это задержка, которую вы испытываете, ожидая загрузки чего-либо. Если пропускная способность — это количество информации, отправляемой в секунду, то задержка — это количество времени, которое требуется, чтобы эта информация дошла до вас от источника.

Пропускная способность и
пропускная способность

Пропускная способность – это количество информации, которое фактически доставляется за определенный промежуток времени. Таким образом, если пропускная способность — это максимальный объем данных, пропускная способность — это то, сколько этих данных доходит до места назначения с учетом задержки, скорости сети, потери пакетов и других факторов.

Какая пропускная способность мне нужна?

Если у вас одновременно несколько устройств и несколько членов семьи, вам потребуется больше пропускной способности, чтобы не отставать. Потоковая передача, игры и другие действия с высокой пропускной способностью требуют определенной пропускной способности, чтобы получить наилучшие впечатления без большой буферизации или задержки. И чем большую пропускную способность может предоставить ваш интернет-провайдер, тем быстрее вы сможете заниматься своими делами.

Федеральная комиссия связи США (FCC) предоставляет набор рекомендаций по скорости передачи данных в Мбит/с в зависимости от цифровой активности. Например, если вы любите транслировать контент в формате 4K, вам потребуется как минимум 25 Мбит/с и 4–25 Мбит/с для удаленной работы или игр.

Проверьте подключение к Интернету

Какая у меня пропускная способность?

Теперь, когда мы ответили на вопрос, что такое пропускная способность, как узнать, сколько у вас есть и достаточно ли ее?

Если вы любите транслировать HD-видео, загружать большие файлы и наслаждаться многопользовательскими играми, вы можете рассмотреть планы скорости 100 Мбит/с и выше. Для всех других видов деятельности, таких как потоковое воспроизведение музыки, серфинг и видеоконференции, скорости выше 25 Мбит/с должно быть достаточно. Все зависит от того, насколько вы терпеливы с потенциальной буферизацией и немного более медленными скоростями, когда другие дома конкурируют за пропускную способность в то же время для своих собственных действий.

Используйте наш инструмент для проверки скорости, чтобы сравнить ваш текущий провайдер с Fios.

Оказывается, все, что вы делаете в Интернете, связано с пакетами. Например, каждая получаемая вами веб-страница представляет собой серию пакетов, а каждое электронное письмо, которое вы отправляете, уходит в виде серии пакетов. Сети, в которых данные передаются небольшими пакетами, называются сетями с коммутацией пакетов.

В Интернете сеть разбивает сообщение электронной почты на части определенного размера в байтах. Это пакеты. Каждый пакет содержит информацию, которая поможет ему добраться до места назначения: IP-адрес отправителя, предполагаемый IP-адрес получателя, что-то, что сообщает сети, на сколько пакетов было разбито это сообщение электронной почты, и номер этого конкретного пакета. . Пакеты несут данные в протоколах, которые использует Интернет: Протокол управления передачей/Интернет-протокол (TCP/IP). Каждый пакет содержит часть тела вашего сообщения. Типичный пакет содержит от 1000 до 1500 байт.

Затем каждый пакет отправляется к месту назначения по наилучшему доступному маршруту — маршруту, который может быть использован всеми другими пакетами в сообщении или ни одним другим пакетом в сообщении. Это делает сеть более эффективной. Во-первых, сеть может балансировать нагрузку между различными частями оборудования на миллисекундной основе. Во-вторых, если возникает проблема с одним элементом оборудования в сети во время передачи сообщения, пакеты могут быть перенаправлены в обход проблемы, гарантируя доставку всего сообщения.

В зависимости от типа сети пакеты могут называться другими именами:

Далее узнайте о частях пакетов и примерах их применения.

Структура сетевого пакета

Я слышал, что данные передаются пакетами по компьютерной сети. Что такое пакет и зачем его используют сети?

Большинство сетевых пакетов разбиты на три части:

Заголовок. Заголовок содержит инструкции о данных, переносимых пакетом. Эти инструкции могут включать:

Длина пакета (некоторые сети имеют пакеты фиксированной длины, в то время как другие полагаются на заголовок, чтобы содержать эту информацию)
Синхронизация (несколько битов, которые помогают пакету сопоставиться с сетью)
Номер пакета (какой это пакет в последовательности пакетов)
Протокол (в сетях, передающих несколько типов информации, протокол определяет, какой тип пакета передается: электронная почта, веб-страница, потоковое видео)
Адрес назначения (куда идет пакет)
Исходный адрес (откуда пришел пакет)

Полезная нагрузка. Также называется телом или данными пакета. Это фактические данные, которые пакет доставляет получателю. Если пакет фиксированной длины, полезная нагрузка может быть дополнена пустой информацией, чтобы сделать ее нужного размера.

Trailer. Трейлер, иногда называемый нижним колонтитулом, обычно содержит пару битов, сообщающих принимающему устройству, что оно достигло конца пакета. Он также может иметь некоторый тип проверки ошибок. Наиболее распространенной проверкой ошибок, используемой в пакетах, является проверка циклическим избыточным кодом (CRC). CRC довольно аккуратный. Вот как это работает в некоторых компьютерных сетях: он берет сумму всех единиц полезной нагрузки и складывает их вместе. Результат сохраняется в виде шестнадцатеричного значения в трейлере. Принимающее устройство складывает единицы в полезной нагрузке и сравнивает результат со значением, хранящимся в трейлере. Если значения совпадают, пакет исправен. Но если значения не совпадают, принимающее устройство отправляет запрос исходному устройству на повторную отправку пакета.

В качестве примера рассмотрим, как сообщение электронной почты может быть разбито на пакеты. Допустим, вы отправляете электронное письмо другу. Электронное письмо имеет размер около 3500 бит (3,5 килобита). Сеть, по которой вы его отправляете, использует пакеты фиксированной длины в 1024 бита (1 килобит). Заголовок каждого пакета имеет длину 96 бит, а трейлер — 32 бита, оставляя 896 бит для полезной нагрузки. Чтобы разбить 3500 бит сообщения на пакеты, вам понадобится четыре пакета (3500 разделите на 896). Три пакета будут содержать 896 бит полезной нагрузки, а четвертый — 812 бит. Вот что будет содержать один из четырех пакетов:

Заголовок каждого пакета будет содержать соответствующие протоколы, исходный адрес (IP-адрес вашего компьютера), адрес получателя (IP-адрес компьютера, на который вы отправляете электронное письмо) и номер пакета (1, 2, 3 или 4, так как пакетов 4). Маршрутизаторы в сети просматривают адрес назначения в заголовке и сравнивают его со своей таблицей поиска, чтобы узнать, куда отправить пакет. Как только пакет прибудет к месту назначения, компьютер вашего друга удалит заголовок и трейлер из каждого пакета и заново соберет электронное письмо на основе пронумерованной последовательности пакетов.

Первоначально опубликовано: 1 декабря 2000 г.

Часто задаваемые вопросы о сетях с коммутацией пакетов

Как пакеты работают в Интернете?

Все, что вы делаете в Интернете, выполняется пакетами. Это означает, что каждая веб-страница, которую вы получаете, представляет собой серию пакетов, и каждое электронное письмо, которое вы отправляете кому-либо, уходит в виде серии пакетов. Сети, которые отправляют или получают данные небольшими пакетами, называются сетями с коммутацией пакетов.

Почему данные делятся на пакеты?

Данные делятся на пакеты, поскольку это делает сеть более эффективной. Это позволяет сети балансировать нагрузку между различными частями оборудования на миллисекундной основе. Кроме того, если возникает проблема с одним из устройств в сети во время отправки сообщения, пакеты могут быть перенаправлены в обход проблемы, обеспечивая доставку всего сообщения.

Что такое структура пакета?

Структура сетевого пакета состоит из трех частей; заголовок, полезная нагрузка и трейлер. Заголовок включает в себя инструкции о данных, переносимых пакетом. Полезная нагрузка — это тело пакета, представляющее собой фактические данные, которые пакет доставляет получателю. Наконец, трейлер содержит пару битов, которые сообщают принимающему устройству, что оно достигло конца пакета.

Является ли Интернет сетью с коммутацией пакетов?

Все, что вы делаете в Интернете, использует коммутацию пакетов, а сам Интернет — это сеть без установления соединения.

Раздел 404 Закона Сарбейнса-Оксли (SOX) требует, чтобы все публичные компании установили внутренний контроль и процедуры.

Закон о защите конфиденциальности детей в Интернете от 1998 года (COPPA) – это федеральный закон, который налагает особые требования на операторов доменов .

План North American Electric Reliability Corporation по защите критически важной инфраструктуры (NERC CIP) представляет собой набор стандартов.

Стандарт безопасности данных платежных приложений (PA-DSS) – это набор требований, призванных помочь поставщикам программного обеспечения в разработке безопасных .

Взаимная аутентификация, также называемая двусторонней аутентификацией, представляет собой процесс или технологию, в которой оба объекта обмениваются данными .

Экранированная подсеть или брандмауэр с тройным подключением относится к сетевой архитектуре, в которой один брандмауэр используется с тремя сетями .

Медицинская транскрипция (МТ) – это ручная обработка голосовых сообщений, продиктованных врачами и другими медицинскими работниками.

Электронное отделение интенсивной терапии (eICU) — это форма или модель телемедицины, в которой используются самые современные технологии.

Защищенная медицинская информация (PHI), также называемая личной медицинской информацией, представляет собой демографическую информацию, медицинскую .

Снижение рисков – это стратегия подготовки к угрозам, с которыми сталкивается бизнес, и уменьшения их последствий.

Отказоустойчивая технология — это способность компьютерной системы, электронной системы или сети обеспечивать бесперебойное обслуживание.

Синхронная репликация — это процесс копирования данных по сети хранения, локальной или глобальной сети, поэтому .

Коэффициент усиления записи (WAF) – это числовое значение, представляющее объем данных, передаваемых контроллером твердотельного накопителя (SSD) .

API облачного хранилища — это интерфейс прикладного программирования, который соединяет локальное приложение с облачным хранилищем.

Интерфейс управления облачными данными (CDMI) – это международный стандарт, определяющий функциональный интерфейс, используемый приложениями.

В этом лабораторном занятии вы узнаете, как работает Интернет.

На этой странице вы узнаете основы того, что такое Интернет, что наиболее важно в его работе и что означает хранение информации в "облаке".

компьютерная сеть

компьютерное устройство

Интернет — это более широкое понятие, чем Всемирная паутина. Он также поддерживает электронную почту, мобильные приложения, текстовые сообщения (SMS или службу коротких сообщений), передачу файлов и многие другие способы связи между компьютерами.

Всемирная паутина вышла далеко за рамки своей первоначальной цели, которая заключалась в быстром и простом обмене информацией в научном сообществе. Расширение Интернета за счет включения таких вещей, как интернет-магазины и личные блоги, было непреднамеренным следствием этой технологии.

Как работает Интернет?

Интернет отказоустойчив, потому что это сеть с резервированием. Между его физическими соединениями существует множество путей для создания избыточности. Даже если один путь недоступен, есть еще один способ передать сообщение от отправителя к получателю (как показано справа). Программное обеспечение в точках подключения знает, как перенаправить данные в случае сбоя одного подключения.
Данные передаются по открытым протоколам. Протоколы стандартизируют связь, поэтому все данные отправляются по одним и тем же правилам отправки и получения данных. Эти протоколы являются открытыми (доступными для использования кем угодно), чтобы каждый мог создавать системы, подключаемые к Интернету.

Однако Интернет — это не просто сеть компьютеров. Это сеть сетей. Точки соединения между сетями называются маршрутизаторами, сетевыми устройствами, которые направляют трафик между подсетями в Интернете. Осмысление информации происходит на целевом компьютере.

Маршрутизатор – это компьютер, передающий информацию из одной сети в другую.

Возможно, ваш компьютер использует маршрутизатор, который находится где-то в вашем доме, для подключения к вашему провайдеру.

Компьютеры, подключенные к Интернету, и соединения между ними не принадлежат какой-либо одной организации. Разные интернет-провайдеры предоставляют Интернет разным сообществам. Как правило, в крупной организации (например, в университете) подключение к Интернету обеспечивается самой организацией.

Почему график Интернета выглядит как клубок посередине с фейерверком снаружи?
Обсудите, как эта фигура связана с тем, как люди подключаются к Интернету (через провайдера и т. д.). Напишите краткое описание и/или объясните его кому-нибудь другому.
Что такое облако?

В первые дни существования Интернета пропускная способность была низкой, поэтому люди не могли отправлять видео (только текст и небольшие изображения). В то время компьютеры были огромными и дорогими, поэтому люди шли в компьютерный центр для выполнения своих вычислений. Однако по мере того, как технологии становились меньше и эффективнее, эти центры становились менее важными, поскольку люди могли выполнять вычисления на персональных вычислительных устройствах.

Однако в последнее время некоторые виды вычислений (такие как веб-поиск и распознавание голоса) требуют большей вычислительной мощности, и вместо этого эти задачи отправляются на огромные "компьютерные фермы", где десятки тысяч компьютеров работают вместе над задачей. Все вместе эти компьютерные фермы называются облаком. На протяжении всего курса вы использовали облако: все ваши проекты Snap! хранятся в облаке. Вы по-прежнему пользуетесь компьютером за своим рабочим столом, но некоторые программы на самом деле работают в облаке.

Когда вы сохраняете проекты Snap! в своей учетной записи, они сохраняются не на вашем локальном компьютере, а в облаке; вот почему вы должны войти в систему, чтобы получить к ним доступ. Точно так же, если вы используете Google Диск или Dropbox, все эти файлы хранятся в облаке. А если вы пользуетесь веб-службой электронной почты (например, Gmail или Yahoo), ваши электронные письма также хранятся в облаке.

Читайте также: