Как называется обмен письмами в компьютерных сетях

Обновлено: 04.07.2024

Интернет — самая популярная компьютерная сеть в мире. Он начался как академический исследовательский проект в 1969 году и превратился в глобальную коммерческую сеть в 1990-х годах. Сегодня им пользуются более 2 миллиардов человек по всему миру.

Интернет отличается своей децентрализованностью. Никто не владеет Интернетом и не контролирует, кто может подключиться к нему. Вместо этого тысячи различных организаций управляют своими собственными сетями и заключают добровольные соглашения о присоединении.

Большинство людей получают доступ к интернет-контенту с помощью веб-браузера. Действительно, Интернет стал настолько популярен, что многие люди ошибочно рассматривают Интернет и Интернет как синонимы. Но на самом деле Интернет — это лишь одно из многих интернет-приложений. К другим популярным интернет-приложениям относятся электронная почта и BitTorrent.

Где интернет?

Интернет состоит из трех основных частей:

Последняя миля — это часть Интернета, которая соединяет дома и малые предприятия с Интернетом. В настоящее время около 60 процентов домашних подключений к Интернету в Соединенных Штатах обеспечивается компаниями кабельного телевидения, такими как Comcast и Time Warner. Из оставшихся 40 процентов растущая доля использует новые оптоволоконные кабели, большинство из которых являются частью программы Verizon FiOS или U-Verse AT&T. Наконец, значительное, но все меньшее число пользователей используют устаревшую услугу DSL, предоставляемую по телефонным кабелям.

Последняя миля также включает вышки, которые позволяют людям выходить в Интернет со своих мобильных телефонов. На услуги беспроводного доступа в Интернет приходится большая и постоянно растущая доля всех пользователей Интернета.

Кабели в точке обмена интернет-трафиком. (Фабьен Серьер)

Кто создал Интернет?

Интернет начинался как ARPANET, научно-исследовательская сеть, финансируемая военным Агентством перспективных исследовательских проектов (ARPA, теперь DARPA). Проектом руководил Боб Тейлор, администратор ARPA, а сеть была построена консалтинговой фирмой Bolt, Beranek and Newman. Он начал свою деятельность в 1969 году.

В 1973 году инженеры-программисты Винт Серф и Боб Кан начали работу над сетевыми стандартами следующего поколения для ARPANET. Эти стандарты, известные как TCP/IP, стали основой современного Интернета. ARPANET перешла на использование TCP/IP 1 января 1983 г.

В 1980-е годы финансирование Интернета перешло от военных к Национальному научному фонду. NSF финансировал сети дальней связи, которые служили магистралью Интернета с 1981 по 1994 год. В 1994 году администрация Клинтона передала контроль над магистралью Интернета частному сектору. С тех пор он находится в частной эксплуатации и финансируется.

Изобрел ли Эл Гор интернет?

Бывшего вице-президента Эла Гора часто называют автором изобретения Интернета, но на самом деле в интервью CNN в 1999 году он сказал: «Я взял на себя инициативу в создании Интернета». Гор был широко высмеян за это заявление. Но люди, которые действительно изобрели Интернет, разработчики TCP/IP Боб Кан и Винт Серф, написали в защиту Гора в 2000 году. Они утверждают, что Гор был «первым политическим лидером, признавшим важность Интернета и продвигавшим и поддерживавшим его развитие». .”

"Еще в 1970-х годах конгрессмен Гор продвигал идею высокоскоростной связи", – написали они. «Будучи сенатором в 1980-х годах, Гор призывал правительственные учреждения объединить то, что в то время представляло собой несколько десятков различных и не связанных друг с другом сетей, в «межведомственную сеть». одно из основных средств распространения Интернета за пределы области компьютерных наук».

Кто управляет интернетом?

Никто не управляет Интернетом. Он организован как децентрализованная сеть сетей. Тысячи компаний, университетов, правительств и других организаций управляют собственными сетями и обмениваются трафиком друг с другом на основе добровольных соглашений о взаимоподключении.

Общими техническими стандартами, обеспечивающими работу Интернета, управляет организация под названием Инженерная рабочая группа Интернета. IETF — открытая организация; любой может свободно посещать собрания, предлагать новые стандарты и рекомендовать изменения существующих стандартов. Никто не обязан принимать стандарты, одобренные IETF, но процесс принятия решений IETF на основе консенсуса помогает гарантировать, что его рекомендации в целом принимаются интернет-сообществом.

Что такое IP-адрес?

Отдел ICANN, известный как Управление адресного пространства Интернета, отвечает за распределение IP-адресов, чтобы две разные организации не использовали один и тот же адрес.

Что такое IPv6?

Существующий интернет-стандарт, известный как IPv4, допускает использование только около 4 миллиардов IP-адресов. В 1970-х годах это считалось очень большим числом, но сегодня запас адресов IPv4 почти исчерпан.

Итак, интернет-инженеры разработали новый стандарт под названием IPv6. IPv6 позволяет использовать ошеломляющее количество уникальных адресов — точное число состоит из 39 цифр, — гарантируя, что мир никогда больше не иссякнет.

Поначалу переход на IPv6 шел медленно. Техническая работа над стандартом была завершена в 1990-х годах, но интернет-сообщество столкнулось с серьезной проблемой курицы и яйца: пока большинство людей использовали IPv4, ни у кого не было стимула переходить на IPv6.

Но поскольку адресов IPv4 стало не хватать, внедрение IPv6 ускорилось. Доля пользователей, подключившихся к Google через IPv6, выросла с 1 % в начале 2013 года до 6 % в середине 2015 года.

Как работает беспроводной интернет?

В первые годы доступ в Интернет осуществлялся по физическим кабелям. Но в последнее время беспроводной доступ в Интернет становится все более распространенным явлением.

Существует два основных типа беспроводного доступа в Интернет: Wi-Fi и сотовая связь. Сети Wi-Fi относительно просты. Любой желающий может приобрести сетевое оборудование Wi-Fi, чтобы обеспечить доступ в Интернет дома или в офисе. В сетях Wi-Fi используется нелицензируемый спектр: электромагнитные частоты, которые доступны для любого бесплатного использования. Чтобы сети соседей не мешали друг другу, существуют строгие ограничения на мощность (и, следовательно, радиус действия) сетей Wi-Fi.

Сотовые сети более централизованы. Они работают, разбивая территорию обслуживания на ячейки. В самых густонаселенных районах ячейки могут быть размером с один городской квартал; в сельской местности ячейка может достигать миль в поперечнике. Каждая ячейка имеет в центре вышку, предоставляющую услуги находящимся там устройствам. Когда устройство перемещается из одной ячейки в другую, сеть автоматически переключает устройство с одной вышки на другую, позволяя пользователю продолжать общение без перерыва.

Соты слишком велики, чтобы использовать нелицензируемый маломощный спектр, используемый сетями Wi-Fi. Вместо этого сотовые сети используют спектр, лицензированный для их исключительного использования. Поскольку этого спектра мало, его обычно присуждают на аукционе. Беспроводные аукционы принесли казне США десятки миллиардов долларов дохода с момента проведения первого аукциона в 1994 году.

Что такое облако?

Облако описывает подход к вычислениям, который стал популярным в начале 2000-х годов. Сохраняя файлы на серверах и доставляя программное обеспечение через Интернет, облачные вычисления предоставляют пользователям более простой и надежный способ работы с компьютером. Облачные вычисления позволяют потребителям и компаниям относиться к вычислениям как к утилите, оставляя технические детали технологическим компаниям.

Например, в 1990-х годах многие люди использовали Microsoft Office для редактирования документов и электронных таблиц. Они хранили документы на жестких дисках. А когда была выпущена новая версия Microsoft Office, клиентам пришлось покупать ее и вручную устанавливать на свои ПК.

Есть много других примеров. Gmail и Hotmail — это облачные службы электронной почты, которые в значительной степени заменили настольные почтовые клиенты, такие как Outlook. Dropbox — это служба облачных вычислений, которая автоматически синхронизирует данные между устройствами, избавляя людей от необходимости носить с собой файлы на гибких дисках. iCloud от Apple автоматически копирует музыку и другие файлы пользователей с их настольных компьютеров на их мобильные устройства, избавляя пользователей от необходимости синхронизации через USB-соединение.

Что такое пакет?

Пакет — это основная единица информации, передаваемая через Интернет. Разделение информации на небольшие, легко усваиваемые фрагменты позволяет более эффективно использовать пропускную способность сети.

Пакет состоит из двух частей. Заголовок содержит информацию, которая помогает пакету добраться до пункта назначения, включая длину пакета, его источник и пункт назначения, а также значение контрольной суммы, которое помогает получателю определить, был ли пакет поврежден при передаче. После заголовка идут фактические данные. Пакет может содержать до 64 килобайт данных, что составляет примерно 20 страниц обычного текста.

Если интернет-маршрутизаторы испытывают перегрузку или другие технические проблемы, они могут справиться с этим, просто отбрасывая пакеты. Компьютер-отправитель обязан обнаружить, что пакет не достиг пункта назначения, и отправить другую копию. Такой подход может показаться нелогичным, но он упрощает базовую инфраструктуру Интернета, обеспечивая более высокую производительность при меньших затратах.

Что такое Всемирная паутина?

Всемирная паутина – популярный способ публикации информации в Интернете. Сеть была создана Тимоти Бернерсом-Ли, программистом из европейской научно-исследовательской организации CERN, в 1991 году. Она предлагала более мощный и удобный интерфейс, чем другие интернет-приложения.Интернет поддерживает гиперссылки, позволяя пользователям переходить от одного документа к другому одним щелчком мыши.

В 1994 году Бернерс-Ли создал Консорциум World Wide Web (W3C), который стал официальной организацией по стандартизации Интернета. Он по-прежнему является директором W3C и продолжает следить за развитием веб-стандартов. Однако Интернет — это открытая платформа, и W3C не может никого заставить принять его рекомендации. На практике наибольшее влияние на Интернет оказывают организации Microsoft, Google, Apple и Mozilla, компании, производящие ведущие веб-браузеры. Любые технологии, принятые этими четырьмя, становятся веб-стандартами де-факто.

Интернет стал настолько популярен, что многие считают его синонимом самого Интернета. Но технически Интернет — это лишь одно из многих интернет-приложений. Другие приложения включают электронную почту и BitTorrent.

Что такое веб-браузер?

Веб-браузер – это компьютерная программа, которая позволяет пользователям загружать и просматривать веб-сайты. Веб-браузеры доступны для настольных компьютеров, планшетов и мобильных телефонов.

Первым широко используемым браузером был Mosaic, созданный исследователями из Университета Иллинойса. Команда Mosaic переехала в Калифорнию, чтобы основать компанию Netscape, которая в 1994 году создала первый коммерчески успешный веб-браузер.

Популярность Netscape вскоре уступила место Microsoft Internet Explorer, но версия браузера Netscape с открытым исходным кодом стала современным браузером Firefox. Apple выпустила свой браузер Safari в 2003 году, а Google выпустила браузер Chrome в 2008 году. К 2015 году Chrome стал самым популярным веб-браузером с долей рынка около 50 процентов. Internet Explorer, Firefox и Safari также занимают значительную долю рынка.

Что такое SSL?

SSL (сокращение от Secure Sockets Layer) представляет собой семейство технологий шифрования, которые позволяют веб-пользователям защищать конфиденциальность информации, которую они передают через Интернет.

Предполагается, что эта блокировка сигнализирует о том, что третьи лица не смогут прочитать любую информацию, которую вы отправляете или получаете. Под капотом SSL выполняет это, преобразовывая ваши данные в закодированное сообщение, которое только получатель знает, как расшифровать. Если злоумышленник подслушивает разговор, он увидит только кажущуюся случайной строку символов, а не содержимое ваших электронных писем, сообщений в Facebook, номера кредитных карт или другую личную информацию.

SSL был представлен компанией Netscape в 1994 году. В первые годы он использовался только на нескольких типах веб-сайтов, таких как сайты онлайн-банкинга. К началу 2010-х годов Google, Yahoo и Facebook использовали шифрование SSL для своих веб-сайтов и онлайн-сервисов. Совсем недавно появилось движение к тому, чтобы сделать использование SSL универсальным. В 2015 году Mozilla объявила, что будущие версии браузера Firefox будут рассматривать отсутствие шифрования SSL как недостаток безопасности, как способ побудить все веб-сайты обновиться. Google рассматривает возможность сделать то же самое с Chrome.

Что такое система доменных имен?

Кто решает, какие доменные имена существуют и кто их получает?

Система доменных имен находится в ведении Интернет-корпорации по присвоению имен и номеров (ICANN), некоммерческой организации, базирующейся в Калифорнии. ICANN была основана в 1998 году. Министерство торговли США предоставило ей полномочия в отношении DNS, хотя она все чаще заявляла о своей независимости от правительства США.

В 2011 году ICANN проголосовала за упрощение создания новых gTLD. В результате в ближайшие несколько лет могут появиться десятки или даже сотни новых доменов.

Миллионы обращаются к Vox, чтобы понять, что происходит в новостях. Наша миссия никогда не была более важной, чем в этот момент: расширять возможности через понимание. Финансовые пожертвования наших читателей являются важной частью поддержки нашей ресурсоемкой работы и помогают нам сделать нашу журналистику бесплатной для всех. Пожалуйста, рассмотрите возможность сделать вклад в Vox сегодня.

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

ARPANET, полностью сеть Агентства перспективных исследовательских проектов, экспериментальная компьютерная сеть, предшественница Интернета. Агентство перспективных исследовательских проектов (ARPA), подразделение Министерства обороны США, финансировало развитие Сети агентств перспективных исследовательских проектов (ARPANET) в конце 1960-х годов. Его первоначальной целью было соединение компьютеров в научно-исследовательских учреждениях, финансируемых Пентагоном, по телефонным линиям.

В разгар холодной войны военное командование искало систему компьютерной связи без центрального ядра, без штаба или базы операций, которую враги могли бы атаковать и уничтожить, тем самым отключив всю сеть одним махом. Цель ARPANET всегда была больше академической, чем военной, но по мере того, как к ней подключалось все больше академических объектов, сеть действительно приобретала структуру, похожую на щупальце, которую предполагали военные. Интернет по существу сохраняет эту форму, хотя и в гораздо большем масштабе.

Корни сети

ARPANET стал конечным продуктом десятилетних разработок в области компьютерных коммуникаций, вызванных военными опасениями, что Советы могут использовать свои реактивные бомбардировщики для внезапных ядерных ударов по Соединенным Штатам. К 1960-м годам система под названием SAGE (полуавтоматическая наземная среда) уже была построена и использовала компьютеры для отслеживания приближающихся вражеских самолетов и координации военных действий. Система включала в себя 23 «центра управления», каждый из которых имел массивный центральный компьютер, который мог отслеживать 400 самолетов, отличая дружественные самолеты от вражеских бомбардировщиков. Для внедрения системы потребовалось шесть лет и 61 миллиард долларов США.

Название системы намекает на ее важность, как отмечает ее автор Джон Нотон. Система была только «полуавтоматической», поэтому человеческое взаимодействие было ключевым. Для Джозефа Карла Робнетта Ликлайдера, который впоследствии стал первым директором отдела технологий обработки информации (IPTO) ARPA, сеть SAGE продемонстрировала, прежде всего, огромную мощь интерактивных вычислений — или, как он назвал это в основополагающем эссе 1960 года, «человеко-компьютерный симбиоз». В своем эссе, одном из самых важных в истории вычислительной техники, Ликлайдер сформулировал тогдашнюю радикальную веру в то, что союз человеческого разума с компьютером в конечном итоге приведет к более эффективному принятию решений.

В 1962 году Ликлайдер присоединился к ARPA. По словам Нотона, его краткое двухлетнее пребывание в организации положило начало всему, что должно было последовать. Его пребывание в должности ознаменовало демилитаризацию ARPA; именно Ликлайдер изменил название своего офиса с Command and Control Research на IPTO. «Лик», как он настаивал на том, чтобы его называли, привнес в проект акцент на интерактивные вычисления и распространенное утопическое убеждение, что люди, объединившись с компьютерами, могут создать лучший мир.

Возможно, отчасти из-за опасений холодной войны, когда Ликлайдер занимал должность IPTO, по оценкам, 70 % всех исследований в области компьютерных наук в США финансировалось ARPA. Но многие из участников сказали, что агентство было далеко не ограничительной милитаристской средой и что оно дало им полную свободу действий, чтобы опробовать радикальные идеи. В результате ARPA стала родиной не только компьютерных сетей и Интернета, но и компьютерной графики, параллельной обработки, компьютерного моделирования полета и других ключевых достижений.

Иван Сазерленд сменил Ликлайдера на посту директора IPTO в 1964 году, а два года спустя Роберт Тейлор стал директором IPTO. Тейлор стал ключевой фигурой в развитии ARPANET, отчасти благодаря своим наблюдательным способностям. В офисе IPTO Пентагона Тейлор имел доступ к трем телетайпным терминалам, каждый из которых был подключен к одному из трех удаленных мейнфреймов с разделением времени, поддерживаемых ARPA, — в Systems Development Corp. в Санта-Монике, в проекте Genie в Калифорнийском университете в Беркли и в MIT Compatible. Проект системы разделения времени (позже известный как Multics).

В своей комнате в Пентагоне доступ Тейлора к системам с разделением времени привел его к ключевому социальному наблюдению. Он мог наблюдать, как компьютеры на всех трех удаленных объектах оживали от активности, подключая местных пользователей. Компьютеры с разделением времени позволяли людям обмениваться сообщениями и файлами. Благодаря компьютерам люди могли узнавать друг о друге. Вокруг машин сформировались интерактивные сообщества.

Тейлор также решил, что нет смысла требовать три телетайпа только для связи с тремя несовместимыми компьютерными системами. Было бы намного эффективнее, если бы все три были объединены в один с единым протоколом компьютерного языка, который мог бы позволить любому терминалу взаимодействовать с любым другим терминалом. Эти идеи привели Тейлора к предложению и обеспечению финансирования для ARPANET.

План сети был впервые обнародован в октябре 1967 года на симпозиуме Ассоциации вычислительной техники (ACM) в Гатлинбурге, штат Теннесси. Там были объявлены планы по созданию компьютерной сети, которая свяжет 16 спонсируемых ARPA университетов и исследовательских центров по всей территории Соединенных Штатов. Летом 1968 года министерство обороны объявило конкурс на строительство сети, и в январе 1969 года Болт, Беранек и Ньюман (BBN) из Кембриджа, штат Массачусетс, выиграли контракт на 1 миллион долларов.

По словам Чарльза М.Херцфельд, бывший директор ARPA, Тейлор и его коллеги хотели посмотреть, смогут ли они объединить компьютеры и исследователей. Военная роль проекта была гораздо менее важной. Но в то время, когда она была запущена, отметил Херцфельд, никто не знал, можно ли это сделать, поэтому программа, первоначально финансируемая за счет 1 миллиона долларов, отвлеченных от противоракетной обороны, была рискованной.

Тейлор стал компьютерным евангелистом ARPA, подняв мантию Ликлайдера и проповедуя евангелие распределенных интерактивных вычислений. В 1968 году Тейлор и Ликлайдер стали соавторами ключевого эссе «Компьютер как устройство связи», которое было опубликовано в популярном журнале Science and Technology. Все началось с грома: «Через несколько лет мужчины смогут более эффективно общаться с помощью машины, чем лицом к лицу». Далее в статье предсказывалось все, от глобальных онлайн-сообществ до компьютерных интерфейсов, чувствительных к настроению. Это было первое предположение общественности о потенциале сетевых цифровых вычислений, и оно привлекло к делу других исследователей.

Конечно, компьютеры могут обмениваться информацией не только по сети. Большинство из нас использовали то, что компьютерщики называют sneakernet. Это когда вы копируете файл на флэш-накопитель или другое портативное запоминающее устройство, а затем передаете данные на чужой компьютер. (Термин sneakernet типичен для жалких попыток компьютерных гиков пошутить.)

Вся проблема со сникернетом в том, что он медленный и оставляет след на ковре. Однажды скупые компьютерщики обнаружили, что подключение компьютеров с помощью кабелей дешевле, чем замена ковра каждые шесть месяцев. Так родилась современная компьютерная сеть.

Вы можете создать простую компьютерную сеть, соединив все компьютеры в офисе сетевыми кабелями и используя сетевой интерфейс компьютера (электронную схему, которая находится внутри вашего компьютера и имеет специальный разъем на задняя сторона компьютера). Затем вы настраиваете несколько простых параметров в программном обеспечении операционной системы (ОС) компьютера, и вуаля! у вас есть работающая сеть. Вот и все.

Если вы не хотите возиться с кабелями, вместо этого вы можете создать беспроводную сеть. В беспроводной сети компьютеры используют беспроводные сетевые адаптеры, которые обмениваются данными посредством радиосигналов. Все современные портативные компьютеры имеют встроенные адаптеры беспроводной сети, как и большинство настольных компьютеров. (Если у вас его нет, вы можете приобрести отдельный адаптер беспроводной сети, который подключается к одному из USB-портов компьютера.)

На изображении ниже показана типичная сеть с четырьмя компьютерами. Вы видите, что все четыре компьютера подключены сетевым кабелем к центральному сетевому устройству (в данном случае к домашнему маршрутизатору). Этот компонент, распространенный в небольших сетях, на самом деле состоит из трех отдельных, но связанных сетевых устройств:

Маршрутизатор: соединяет ваши компьютеры с Интернетом.
Коммутатор: позволяет соединить два или более компьютеров с помощью кабелей.
Беспроводная точка доступа. Позволяет подключать компьютеры и другие устройства к сети без использования кабелей.

Вы также можете видеть, что к компьютеру Гомера подключен принтер. Благодаря сети Барт, Лиза и Мардж также могут использовать этот принтер.

Наконец, вы можете видеть, что вся сеть подключена к Интернету через маршрутизатор.

Обычная сеть.

Компьютерные сети имеют свой собственный странный словарь. Хотя вам не обязательно знать все эзотерические сетевые термины, полезно знать несколько основных модных словечек:

локальная сеть

LAN — это первый TLA, или трехбуквенный акроним, который вы, вероятно, узнаете. На самом деле вам не нужно запоминать его или любой из множества TLA, которые следуют за ним. На самом деле, единственная трехбуквенная аббревиатура, которую вам нужно запомнить, это TLA. Вы можете догадаться, что сокращение от четырехбуквенного сокращения — FLA. Неправильно! Четырехбуквенная аббревиатура — это ETLA, что означает расширенную трехбуквенную аббревиатуру. В конце концов, было бы неправильно, если бы в аббревиатуре четырехбуквенного аббревиатуры было всего три буквы.

Готовы начать? Ознакомьтесь с дальнейшими образовательными шагами для работы в сети.

Об этой статье

Эта статья взята из книги:

Об авторе книги:

Дуг Лоу — автор бестселлеров Networking For Dummies и Networking All-in-One Desk Reference For Dummies. Его более 50 книг включают более 30 из серии Для чайников.Он пролил свет на все, от Microsoft Office и управления памятью до клиент-серверных вычислений и создания веб-страниц.

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.

Узнайте об истории Интернета, начиная с его зарождения в 1950-х годах и заканчивая взрывом популярности Всемирной паутины в конце 1990-х и "пузырем доткомов".

Происхождение Интернета

Истоки Интернета уходят корнями в США 1950-х годов. Холодная война была в разгаре, и между Северной Америкой и Советским Союзом существовала огромная напряженность. Обе сверхдержавы обладали смертоносным ядерным оружием, и люди жили в страхе перед внезапными атаками с большого расстояния. США поняли, что им нужна система связи, на которую не могла бы повлиять советская ядерная атака.

В то время компьютеры были большими и дорогими машинами, которые использовались исключительно военными учеными и сотрудниками университетов.

Компьютер Elliott/NRDC 401 MkI, 1953 г. Elliott-NRDC 401 был одним из первых электронных компьютеров, разработанных британской электротехнической компанией Elliott Brothers в 1952 году, когда машины этого типа могли достигать 4 метров в длину и весить более тонны.

Эти машины были мощными, но их было мало, и исследователи все больше разочаровывались: им требовался доступ к технологии, но для ее использования приходилось преодолевать большие расстояния.

Чтобы решить эту проблему, исследователи запустили "разделение времени". Это означало, что пользователи могли одновременно получать доступ к мэйнфрейму через ряд терминалов, хотя по отдельности они имели в своем распоряжении лишь часть фактической мощности компьютера.

Сложность использования таких систем побудила ученых, инженеров и организации исследовать возможность создания крупномасштабной компьютерной сети.

Кто изобрел интернет?

Никто не изобрел Интернет. Когда сетевые технологии были впервые разработаны, ряд ученых и инженеров объединили свои исследования для создания ARPANET. Позже творения других изобретателей проложили путь к Интернету, который мы знаем сегодня.

• ПОЛ БАРАН (1926–2011)

Инженер, чья работа пересекалась с исследованиями ARPA. В 1959 году он присоединился к американскому аналитическому центру RAND Corporation, и его попросили исследовать, как ВВС США могут сохранить контроль над своим флотом, если когда-либо произойдет ядерная атака. В 1964 году Баран предложил сеть связи без центрального командного пункта. Если бы одна точка была уничтожена, все выжившие точки по-прежнему могли бы общаться друг с другом. Он назвал это распределенной сетью.

• ЛОУРЕНС РОБЕРТС (1937–2018)

Главный научный сотрудник ARPA, ответственный за разработку компьютерных сетей. Идея Пола Бэрана понравилась Робертсу, и он начал работать над созданием распределенной сети.

• ЛЕОНАРД КЛЕЙНРОК (1934–)

Американский ученый, работавший над созданием распределенной сети вместе с Лоуренсом Робертсом.

• ДОНАЛЬД ДЭВИС (1924–2000)

Британский ученый, который одновременно с Робертсом и Клейнроком разрабатывал аналогичную технологию в Национальной физической лаборатории в Миддлсексе.

• БОБ КАН (1938–) И ВИНТ СЕРФ (1943–)

Американские ученые-компьютерщики, разработавшие TCP/IP — набор протоколов, управляющих перемещением данных по сети. Это помогло ARPANET превратиться в Интернет, который мы используем сегодня. Винту Серфу приписывают первое письменное использование слова «интернет».

Когда меня просят объяснить мою роль в создании Интернета, я обычно использую пример города. Я помогал строить дороги — инфраструктуру, которая доставляет вещи из пункта А в пункт Б.
—Винт Серф, 2007 г.

• ПОЛ МОКАПЕТРИС (1948–1948 гг.) И ДЖОН ПОСТЕЛ (1943–1998 гг.)

Изобретатели DNS, «телефонной книги Интернета».

• ТИМ БЕРНЕРС-ЛИ (1955–)

Не было никакой «Эврики!» момент. Это не было похоже на легендарное яблоко, упавшее на голову Ньютона, чтобы продемонстрировать концепцию гравитации. Изобретение Всемирной паутины повлекло за собой растущее осознание того, что есть сила в том, чтобы упорядочивать идеи без ограничений, как в сети. И это осознание пришло ко мне именно благодаря такому процессу. Сеть возникла как ответ на открытый вызов в результате объединения влияний, идей и реализаций со многих сторон.
—Тим Бернерс-Ли, Weaving the Web, 1999

• МАРК АНДРЕССЕН (1971–)

Изобретатель Mosaic, первого широко используемого веб-браузера.

Первое использование компьютерной сети

В 1965 году Лоуренс Робертс впервые заставил два отдельных компьютера в разных местах «общаться» друг с другом. В этом экспериментальном канале использовалась телефонная линия с модемом с акустической связью, а цифровые данные передавались с помощью пакетов.

Когда была разработана первая сеть с коммутацией пакетов, Леонард Клейнрок первым использовал ее для отправки сообщений. Он использовал компьютер в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, чтобы отправить сообщение на компьютер в Стэнфорде. Клейнрок попытался ввести «логин», но система дала сбой после того, как на мониторе Stanford появились буквы «L» и «O».

Вторая попытка оказалась успешной, и два сайта обменялись дополнительными сообщениями. Так родилась сеть ARPANET.

Жизнь и смерть ARPANET

Президент Дуайт Д. Эйзенхауэр создал Агентство перспективных исследовательских проектов (ARPA) в 1958 году, объединив лучшие научные умы страны. Их цель состояла в том, чтобы помочь американским военным технологиям опережать своих врагов и предотвратить повторение сюрпризов, таких как запуск спутника «Спутник-1». Среди проектов ARPA была проверка возможности создания крупномасштабной компьютерной сети.

Лоуренс Робертс отвечал за разработку компьютерных сетей в ARPA вместе с ученым Леонардом Клейнроком. Робертс был первым, кто соединил два компьютера. Когда в 1969 году была разработана первая сеть с коммутацией пакетов, Клейнрок успешно использовал ее для отправки сообщений на другой сайт, так родилась сеть ARPA или ARPANET.

Как только сеть ARPANET была запущена, она быстро расширилась. К 1973 году к сети присоединились 30 академических, военных и научно-исследовательских учреждений, включая Гавайи, Норвегию и Великобританию.

По мере роста сети ARPANET необходимо было ввести набор правил для обработки пакетов данных.В 1974 году ученые-компьютерщики Боб Кан и Винт Серф изобрели новый метод, называемый протоколом управления передачей, широко известный как TCP/IP, который, по сути, позволял компьютерам говорить на одном языке.

После появления TCP/IP ARPANET быстро превратилась в глобальную взаимосвязанную сеть сетей, или «Интернет».

Сеть ARPANET была выведена из эксплуатации в 1990 году.

Что такое коммутация пакетов?

Коммутация пакетов — это метод разделения и отправки данных. Компьютерный файл эффективно разбивается на тысячи небольших сегментов, называемых «пакетами» (каждый обычно составляет около 1500 байт), которые распределяются по сети, а затем переупорядочиваются обратно в один файл в месте назначения. Метод коммутации пакетов очень надежен и позволяет безопасно передавать данные даже по поврежденным сетям; он также очень эффективно использует полосу пропускания и не требует отдельного выделенного канала, как это требуется для телефонного звонка.

Первая в мире компьютерная сеть с коммутацией пакетов была создана в 1969 году. Компьютеры в четырех американских университетах были соединены между собой с помощью отдельных мини-компьютеров, известных как "процессоры интерфейсных сообщений" или "IMP". IMP выступали в качестве шлюзов для пакетов и с тех пор превратились в то, что мы сейчас называем «маршрутизаторами».

Коммутация пакетов — это основа, на которой Интернет работает и сегодня.

Что такое TCP/IP?

TCP/IP означает протокол управления передачей/протокол Интернета. Этот термин используется для описания набора протоколов, управляющих перемещением данных по сети.

После создания ARPANET к сети стало присоединяться больше сетей компьютеров, и возникла потребность в согласованном наборе правил обработки данных. В 1974 году двое американских ученых-компьютерщиков, Боб Кан и Винт Серф, предложили новый метод, предусматривающий отправку пакетов данных в цифровом конверте или «датаграмме». Адрес в дейтаграмме может быть прочитан любым компьютером, но только конечный хост-компьютер может открыть конверт и прочитать сообщение внутри.

Кан и Серф назвали этот метод протоколом управления передачей (TCP). TCP позволил компьютерам говорить на одном языке и помог ARPANET превратиться в глобальную взаимосвязанную сеть сетей, пример «межсетевого взаимодействия» — сокращенно Интернета.

IP означает интернет-протокол и в сочетании с TCP помогает интернет-трафику находить адресата. Каждому устройству, подключенному к Интернету, присваивается уникальный IP-адрес. Этот номер, известный как IP-адрес, можно использовать для определения местоположения любого подключенного к Интернету устройства в мире.

Что такое DNS?

DNS означает систему доменных имен. Это интернет-эквивалент телефонной книги, который преобразует трудно запоминаемые IP-адреса в простые имена.

В начале 1980-х годов более дешевые технологии и появление настольных компьютеров способствовали быстрому развитию локальных сетей (LAN). Увеличение количества компьютеров в сети усложнило отслеживание всех различных IP-адресов.

Эта проблема была решена с введением в 1983 году системы доменных имен (DNS). DNS была изобретена Полом Мокапетрисом и Джоном Постелом из Университета Южной Калифорнии. Это было одно из нововведений, проложивших путь к всемирной паутине.

Начало электронной почты

Электронная почта стала быстрым, но непреднамеренным следствием роста ARPANET. По мере роста популярности и масштабов сети пользователи быстро осознали потенциал сети как инструмента для отправки сообщений между различными компьютерами ARPANET.

Рэй Томлинсон, американский программист, отвечает за электронную почту в том виде, в каком мы ее знаем сегодня. Он представил идею о том, что адресат сообщения должен указываться с помощью символа @, который впервые использовался для различения имени отдельного пользователя и имени его компьютера (т. е. пользователь@компьютер). Когда DNS был представлен, он был расширен до user@host.domain.

Первые пользователи электронной почты отправляли личные сообщения и составляли списки рассылки по определенным темам. Одним из первых больших списков рассылки был «SF-LOVERS» для любителей научной фантастики.

Развитие электронной почты показало, как изменилась сеть. Вместо того, чтобы получить доступ к дорогостоящим вычислительным мощностям, он стал местом для общения, сплетен и знакомств.

Первые домашние компьютеры

Начиная с 1970-х годов индустрия домашних компьютеров росла экспоненциально. Использование домашних компьютеров не обязательно было обусловлено потребностями пользователей или функциональностью компьютера; ранние машины на самом деле могли делать относительно немного. Обращение к потребителю заключалось в том, чтобы стать частью «Информационной революции». В компьютеры встроена риторика будущего и обучения, но в большинстве случаев это означало обучение программированию, чтобы люди могли заставить технологию что-то делать, например играть в игры.

Персональный компьютер Apple I, собрание группы Музея науки, 1976–79 годы

Персональный компьютер Tandy Radio Shack TRS 80 I, групповая коллекция Музея науки, 1978–80 гг.

Компьютерный монитор Apple II, собрание группы Музея науки, 1980–1990 годы

Микрокомпьютер Sinclair ZX 81, собрание группы Музея науки, 1981–85 годы

Портативный компьютер Osborne 1, собрание группы Музея науки, 1981 год

Персональный компьютер IBM 5150, коллекция Science Museum Group 1983 года

Микрокомпьютерная система BBC, собрание группы Музея науки, 1981 год

Микрокомпьютер Commodore 64, собрание группы Музея науки, 1982–85 годы

Микрокомпьютер Sinclair ZX Spectrum, собрание группы Музея науки, 1982–85 годы

Персональный компьютер Apple Macintosh, коллекция Science Museum Group, 1984 г.

Персональный текстовый процессор Amstrad с монитором, принтером, документацией и программным обеспечением, коллекция Science Museum Group, 1988 г.

Подробнее об объекте коллекции

Рост Интернета, 1985–1995 годы

Изобретение DNS, повсеместное использование TCP/IP и популярность электронной почты вызвали всплеск активности в Интернете. В период с 1986 по 1987 год сеть выросла с 2000 узлов до 30 000. Теперь люди использовали Интернет для отправки сообщений друг другу, чтения новостей и обмена файлами. Однако для подключения к системе и ее эффективного использования по-прежнему требовались передовые знания в области вычислений, и до сих пор не было соглашения о том, как форматировать документы в сети.

Интернет должен быть проще в использовании. Ответ на эту проблему появился в 1989 году, когда британский ученый-компьютерщик по имени Тим Бернерс-Ли представил предложение своему работодателю, CERN, международной лаборатории по исследованию частиц в Женеве, Швейцария. Бернерс-Ли предложил новый способ структурирования и связывания всей информации, доступной в компьютерной сети ЦЕРН, который сделал ее доступной и быстрой. Его концепция «информационной сети» в конечном итоге превратилась во Всемирную паутину.

Запуск браузера Mosaic в 1993 году открыл Интернет для новой аудитории, состоящей из неакадемиков, и люди начали понимать, насколько легко создавать собственные веб-страницы в формате HTML. Следовательно, количество веб-сайтов выросло со 130 в 1993 году до более чем 100 000 в начале 1996 года.

К 1995 году Интернет и Всемирная паутина стали устоявшимися явлениями: у Netscape Navigator, самого популярного браузера того времени, было около 10 миллионов пользователей по всему миру.

Чем Всемирная паутина отличается от Интернета?

Термины "Всемирная паутина" и "Интернет" часто путают. Интернет – это сетевая инфраструктура, соединяющая устройства, а Всемирная паутина – это способ доступа к информации через Интернет.

Тим Бернерс-Ли впервые предложил идею "информационной сети" в 1989 году. Она основывалась на "гиперссылках" для соединения документов. Гиперссылка, написанная на языке гипертекстовой разметки (HTML), может указывать на любую другую HTML-страницу или файл, размещенные в Интернете.

Бернерс-Ли также создал программу, которая могла представлять HTML-документы в удобном для чтения формате. Он назвал этот «браузер» «WorldWideWeb».

6 августа 1991 года код для создания дополнительных веб-страниц и программное обеспечение для их просмотра были размещены в свободном доступе в Интернете. Компьютерные энтузиасты по всему миру начали создавать свои собственные веб-сайты. Представление Бернерса-Ли о свободном, глобальном и совместно используемом информационном пространстве начало обретать форму.

В основе Интернета лежит мечта об общем информационном пространстве, в котором мы общаемся, обмениваясь информацией. Важна его универсальность: тот факт, что гипертекстовая ссылка может указывать на что угодно, будь то личное, локальное или глобальное, будь то черновик или тщательно отполированный текст.

Тим Бернерс-Ли (1998 г.)

Появление веб-браузеров

Тим Бернерс-Ли был первым, кто создал программу, которая могла представлять HTML-документы в удобном для чтения формате. Он назвал этот «браузер» «WorldWideWeb». Однако это оригинальное приложение имело ограниченное применение, поскольку его можно было использовать только на продвинутых машинах NeXT. Упрощенная версия, которая может работать на любом компьютере, была создана Николой Пеллоу, студенткой-математиком, которая работала вместе с Бернерсом-Ли в ЦЕРНе.

В 1993 году Марк Андриссен, американский студент из Иллинойса, запустил новый браузер под названием Mosaic. Созданный в Национальном центре суперкомпьютерных приложений (NCSA), Mosaic было легко загрузить и установить, он работал на многих разных компьютерах и обеспечивал простой доступ к World Wide Web по принципу «укажи и щелкни». Mosaic также был первым браузером, в котором изображения отображались рядом с текстом, а не в отдельном окне.

Простота Mosaic открыла Интернет для новой аудитории и вызвала всплеск активности в Интернете: количество веб-сайтов выросло со 130 в 1993 году до более 100 000 в начале 1996 года.

В 1994 году Андрисен вместе с предпринимателем Джимом Кларком основал компанию Netscape Communications. Они привели компанию к созданию Netscape Navigator, широко используемого интернет-браузера, который в то время был быстрее и совершеннее, чем любой из конкурентов. К 1995 году у Navigator было около 10 миллионов пользователей по всему миру.

Ранняя электронная коммерция и «пузырь доткомов»

Огромный ажиотаж вокруг Интернета привел к массовому буму обмена новыми технологиями в период с 1998 по 2000 год. Это событие получило название "пузырь доткомов".

Утверждалось, что мировая промышленность переживает «новую экономическую парадигму», подобной которой никогда раньше не было. Инвесторы на фондовом рынке начали верить в шумиху и бросились в бешеную активность. Считалось, что Интернет играет центральную роль в экономическом росте, а цены на акции подразумевают, что новые онлайн-компании несут в себе семена для расширения. Это, в свою очередь, привело к лихорадочному уровню инвестиций и нереалистичным ожиданиям относительно нормы прибыли.

Мы вступили в период устойчивого роста, который может в конечном итоге удваивать мировую экономику каждые десять лет и обеспечивать рост благосостояния — в буквальном смысле — миллиардов людей на планете. Мы находимся на первых волнах 25-летнего периода бурного роста экономики, который многое сделает для решения, казалось бы, неразрешимых проблем, таких как бедность, и для снижения напряженности во всем мире.
—Питер Шварц и Питер Лейден, Wired, июль 1997 г.

Однако, несмотря на неудачу, такие компании помогли провести фундаментальную трансформацию и оставили важное наследие. Многие инвесторы потеряли деньги, но они также помогли профинансировать новую систему и заложить основу для будущего успеха в электронной торговле.

Читайте также: