Рис. 1.6. Концентраторы

Сетевой протокол

Как это обычно бывает, бездушное железо само по себе с другим бездушным железом «общаться» не будет. Если работой одиноко стоящего компьютера управляет операционная система, то процессом соединения и обмена информацией в сети управляет сетевой протокол. Он представляет собой совокупность сетевых устройств, драйверов для этих устройств и специальных служебных программ.

ВНИМАНИЕ! ОПРЕДЕЛЕНИЕ! 

Сетевым протоколом называют набор правил, определяющих принципы обмена данными между компьютерами. Он устанавливает тип используемых данных, стандарты связи и правила обработки ошибок.

Проще говоря, протокол определяет метод передачи данных с одного компьютера на другой.

Чтобы было еще понятнее, разберемся, как происходит обмен информацией между знакомыми всем (надеюсь) устройствами – телефонами.

Как звуки переносятся по телефонным проводам? Общаясь по телефону, мы обычно говорим в трубку. При этом специальное устройство (микрофон) улавливает звуковые колебания (голос) и преобразует их в электромагнитные колебания, которые очень быстро[4] распространяются по проводам, пока не попадут в трубку вашего собеседника. А в ней специальное устройство (динамик) преобразовывает их обратно в звуковые.

Примерно так же происходит и в компьютерах. Файлы из одного компьютера с помощью специальных устройств (некоторые из них изображены на рис. 1.4-1.6) преобразуются в электромагнитные волны. В виде этих волн (или в виде радиоволн, если провода отсутствуют) файлы путешествуют по разным проводам, пока не попадут в другой компьютер. Там их в торжественной обстановке встречают свои сетевые устройства и сразу же быстренько преобразуют обратно в файлы. А уже каким образом происходит преобразование файлов и их пересылка на новый компьютер, определяется именно сетевым протоколом.

СОВЕТ

Понятие протокола схоже с понятием интерфейса. И в первом, и во втором случаях это правила, определяющие «общение» устройств. Хотя есть понятие «сетевой интерфейс», описывающее взаимодействие компонентов сети в рамках протокола. Если все равно не понятно, не отчаивайтесь. Чуть ниже я объясню наглядно, что такое протокол.

Наконец про Интернет

Существует огромное количество различных сетей. Как я говорил, простейшая сеть может объединить два компьютера у вас дома. Самая сложная сеть объединяет компьютеры, расположенные в разных странах. При этом компьютеры часто работают под управлением разных операционных систем. Более того, для каждой ОС разработаны десятки своих сетевых протоколов. И объединить все это многообразие удалось благодаря созданию Глобальной сети, которой дали гордое имя – Интернет. Как говорится, они (сети) такие разные, но все-таки они вместе.

Итак, Интернет – это сеть, объединяющая все остальные сети. Это сеть сетей, над-сеть, суперсеть. Именно поэтому слово Интернет и пишут с прописной буквы, из уважения.

Объединение разных сетей стало возможным благодаря созданию и активному распространению межсетевого протокола TCP/IP. Так как это очень важный протокол, остановимся на нем подробнее.

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol – протокол управления передачей/протокол Интернета) читается как «ТиСиПи/АйПи». Собственно, это самый главный протокол Интернета. Если ваше оборудование его не поддерживает (что вряд ли), то полностью оценить прелести глобальной Сети вам не удастся.

Попробуем разобраться с сутью сетевого протокола на примере протокола TCP/IP.

О протоколе TCP/IP и не только

Протокол TCP/IP был создан фактически по заданию Министерства обороны США, которое поставило задачу создать такие надежные системы связи, которые продолжали бы спокойно функционировать при уничтожении (противником) как некоторых узлов сети, так и ее отдельных участков (подробнее об этом читайте в уроке 2, где рассказано об истории Интернета). Пока отмечу, что протокол TCP/ IP на самом деле является семейством протоколов, в которое входят различные транспортные протоколы, протоколы маршрутизации, поддержки адресов, шлюзовые протоколы и протоколы прикладных служб.

Сейчас чуть подробнее о двух самых важных из них.

– Протокол IP. Согласно этому протоколу, передаваемые по сети файлы разбиваются на несколько отдельных частей, которые называются пакетами. После разбиения каждый пакет независимо от других (по своему каналу, от сервера к серверу) отправляется к компьютеру получателя. Принцип пакетной передачи информации позволил повысить надежность системы связи, о необходимости которой так долго говорили американские военные.

– Протокол TCP. Контролирует, все ли пакеты доставлены в пункт назначения. Если возникают проблемы, то он посылает повторный запрос на дублирование потерявшегося пакета.

Итак, протоколы TCP и IP определяют форму и способ передачи информации, а также контролируют этот процесс. Если сравнивать с обычной почтой, то эти протоколы играют ту же роль в жизни Интернета, что и конверты, марки, почтовые ящики, сотрудники почтовых отделений, почтовые вагоны и перевозки в обычной жизни.

ПОЯСНЕНИЕ

Когда нужно отправить кому-нибудь письмо, мы выполняем определенные действия (здесь можно даже использовать умное слово «алгоритм»): покупаем конверт определенного размера, наклеиваем на него марку нужной стоимости, в определенных местах на конверте пишем адреса отправителя и получателя. Потом, если мы хотим, чтобы наше письмо куда-нибудь дошло, мы должны бросить его в ящик. Не просто в какой-нибудь ящик, а обязательно в почтовый. Мы знаем, что корреспонденция из почтового ящика вынимается в определенное время, после чего отправляется в ближайшее почтовое отделение и т. д.

В компьютерах точно так же. В обычной жизни мы не воспринимаем все эти почтовые «ритуалы» как какие-то инструкции, мы к ним привыкли, как к объективной реальности. Применительно к компьютерам те же самые правила пересылки, но переведенные на машинный язык, называются сетевыми протоколами.

Продолжая сравнение с почтой, хочу отметить, что ее услуги отнюдь не ограничиваются пересылкой писем. Помимо этого мы отправляем (и принимаем) телеграммы, почтовые переводы и посылки. Если нужно доставить что-то очень срочно, то для этого существует экспресс-почта.

Таким образом, в рамках глобальных правил работы почтовых отделений существуют частные правила, отвечающие за конкретный вид пересылаемой корреспонденции. Например, чтобы отправить телеграмму, конверт нам уже не нужен, а следует прийти на почту и заполнить специальный бланк. Другой вид информации – другие правила.

Вот и в Глобальной сети так же. В зависимости от того, что конкретно вы собираетесь делать, вы будете пользоваться разными службами Интернета. Для каждой службы существует собственный протокол (менее глобальный, чем TCP/IP). Давайте же знакомиться с основными службами Интернета, но уже в следующем уроке.

Урок 2

Продолжаем знакомство

Не все то золото... И это явно серебро позолоченное.

Сиракузский царь Гиерон Архимеду

Надеюсь, что вы не слишком устали от обилия информации и не хотите забросить эту книгу куда подальше. Честное слово, урок 1 был самым сложным.

Основные службы Интернета

Перейдем к службам Всемирной сети. С их помощью мы будем извлекать из Интернета максимальную пользу, вот только познакомимся с ними и сразу начнем извлекать.

Электронная почта (E-mail)

Это одна из самых старых служб Интернета. В настоящее время любой уважающий себя бизнесмен вместе с номерами контактных телефонов указывает в визитке адрес электронной почты.

Электронная почта позволяет обмениваться электронными письмами. Электронные письма – это текстовые файлы, созданные в специальных почтовых программах. Перед отправкой к письму можно присоединить какой-нибудь файл: фотографию, файл Microsoft Word, архив и т. д.

Электронная почта работает на основе почтового протокола POP (Post Office Protocol). Принцип его действия простой. В почтовой программе вы пишете письмо и отправляете его на сервер своей исходящей почты. Затем письмо начинает путешествовать по Сети, пока не доберется до сервера входящей почты адресата. Там письмо хранится, пока получатель не соединится с Интернетом и не загрузит его (письмо) в свою почтовую программу с сервера входящей почты. После чего, если письмо его заинтересует, адресат напишет вам ответ.

Ответ сначала отправляется на сервер исходящей почты вашего адресата, потом путешествует по Сети, пока не доберется до вашего сервера входящей почты. Вам остается только войти в Интернет и загрузить ответ на свой компьютер с помощью почтовой программы.

Электронная почта на данный момент является самым удобным, дешевым и быстрым способом обмена информацией. Скорость доставки может изменяться от нескольких секунд до нескольких часов.[5]

FTP

File Transfer Protocol (протокол передачи файлов) используется для загрузки файлов из сетей, поддерживающих стандарт TCP/IP, то есть из Интернета. Имеется в виду, что в Сети тут и там находятся специальные FTP-серверы, на которых выложены полезные и интересные программы, драйверы и текстовые файлы (энциклопедии, техническая и художественная литература). Файлы можно скачать за деньги или бесплатно. В принципе, существуют специальные программы для работы с FTP-серверами, но и хорошо знакомый Проводник Windows также легко работает с протоколом FTP (см. урок 12, разд. «Загрузка файлов с FTP-cep-веров»).

Группы новостей

Группы новостей (телеконференции) являются логическим продолжением идеи электронной почты. Только в данном случае общается множество пользователей. Телеконференция представляет собой что-то вроде доски объявлений с тематическими разделами. В определенном разделе пользователь может прочитать интересующие его сообщения (статьи) и при желании вступить в дискуссию.

Одна из старейших систем телеконференций, Usenet, была установлена в 1970 году между двумя американскими университетами для помощи разработчикам операционной системы UNIX, и первые программы для общения были созданы для данной ОС. В Windows для доступа к группам новостей можно воспользоваться программой электронной почты, правда, специалисты утверждают, что она очень неудобная и реализует только минимальные возможности.

Службы мгновенных сообщений

Одной из старейших служб, позволяющей общаться с помощью Интернета в режиме реального времени, является IRC (Internet Relay Chat), или просто чат[6] . Общение происходит путем обмена текстовыми сообщениями, которые отображаются в окне специальной программы.

Чем чат отличается от телеконференции? Тем же, чем разговор отличается от переписки. На телеконференцию зашел, почитал, что пишут, подумал и добавил что-нибудь умное. А в чат заскочил и, как пела Алла Борисовна: «Привет-привет, пока-пока», – болтовня, одним словом.

С помощью специальных программ (ICQ, MSN Messenger, AOL Instant Messenger) можно обмениваться со сколь угодно удаленным собеседником мгновенными (то есть очень быстрыми) текстовыми сообщениями. Если ваш компьютер укомплектован звуковой картой, микрофоном и колонками или наушниками, то можно даже разговаривать друг с другом, как по телефону. А если подключить еще и цифровую камеру, то столь красочно описываемый в научной фантастике видеотелефон наконец придет и в ваш дом. Но имейте в виду, чтобы нормально «видеообщаться», канал, через который вы подключаетесь к Интернету, должен иметь хорошую пропускную способность.

Word Wide Web

Общепризнанный перевод словосочетания Word Wide Web – Всемирная паутина. Для этой службы используются также обозначения Web (веб) и WWW.

Всемирная паутина была изобретена намного позже остальных служб Интернета, в 1989 году, и очень быстро стала популярной. Появление WWW произвело настоящую революцию в развитии Глобальной сети. Сегодня WWW и Интернет – практически синонимы, так как с помощью веб-интерфейса можно передавать файлы, работать с почтой, общаться в чатах, на форумах или в гостевых комнатах (аналог групп новостей, только не в почтовой программе, а в WWW).

ПРИМЕЧАНИЕ

Форумы (электронные доски объявлений) – это определенным образом организованные веб-страницы, на которых, также как на телеконференциях, происходит общение большой группы пользователей в письменной форме. Работает это следующим образом. Вы заходите на страницу и видите список обсуждаемых тем. Щелкая мышью на теме, вы попадаете на страницу, содержащую непосредственно высказывания. Обычно первое высказывание находится вверху списка, а последующие расположены снизу вверх. Можно просто почитать (иногда удается выловить полезную информацию) – вас никто не укорит за чтение чужих сообщений, так как дискуссии специально выносятся на всеобщее обозрение. А можно написать ответ на сообщение, если считаете, что он уместен. Обычно для этого нужно набрать текст в специальной форме и нажать кнопку Отправить, после чего ваше сообщение появится на форуме.

Всемирная паутина представляет собой огромное количество связанных между собой гиперссылками веб-страниц, написанных на языке HTML. Работает это все благодаря протоколу HTTP (Hyper Text Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста).

Сейчас нам необходимо рассмотреть большое количество очень важных понятий. Пойдем по порядку.

– Веб-страница – это файл, написанный на языке программирования HTML (Hyper Text Markup Language – язык разметки гипертекста). Такие файлы имеют расширение HTML или НТМ и обозначаются значком:

– Гипертекст – это документ, содержащий гиперссылки.

– Гиперссылка – это фрагмент документа (буква, слово, предложение, абзац, глава, рисунок и т. д.), который указывает на другой фрагмент текста или файл. Гиперссылки обеспечивают быстрый переход от одного объекта к другому, с их помощью очень удобно путешествовать по Интернету.

Практически это выглядит так: вы загружаете страницу (как это делается, скоро узнаете), на ней помимо содержания могут находиться гиперссылки на схожую по тематике информацию. Чтобы перейти по гиперссылке, нужно всего лишь щелкнуть на ней мышью – и вы попадете на другую веб-страницу. А на ней тоже полно гиперссылок, аж глаза разбегаются. Сидишь и думаешь, куда пойти, куда податься? Выбрав, снова щелкаешь... И так, в принципе, можно до бесконечности.

– Веб-страницы с мультимедиа – это страницы, которые обильно сдобрены графикой (изображениями и рисунками), звуком и видео. Именно гиперссылки и мультимедийность веб-страниц сделали прогулки по Сети наглядными, яркими и интересными. Как раз поэтому Интернет постепенно, но неуклонно превращается в WWW.

Сейчас необходимо добавить еще парочку важных определений, чтобы потом не отвлекаться по пустякам.

– Набор веб-страниц, посвященных одной тематике или принадлежащих одному владельцу, называется веб-сайтом, или просто сайтом.[7]

– Для путешествия по WWW и просмотра содержимого сайтов существуют специальные программы – браузеры[8] . Одна из таких программ, Internet Explorer (обозреватель Интернета), наверняка установлена на вашем компьютере, и вскоре вы с ней познакомитесь.

Среди других браузеров необходимо отметить Netscape Navigator, Opera и Mоzilla. В данной книге мы их рассматривать не будем, но позже, когда вы немного научитесь «плавать» по Интернету, попробуйте поработать и с этими программами. Возможно, они покажутся вам удобнее, чем Internet Explorer.

Браузеры стали практически универсальным инструментом для работы в Сети. Они могут работать и с FTP-протоколом, и с почтой, и с чатами, и с форумами.

Прописка в Интернете

Все компьютеры, подключенные к Интернету, соединяются между собой посредством узлов Интернета (это такие специальные компьютеры). Именно они принимают решение, куда отправлять файлы. Возникает вопрос: «Как узлы определяют местонахождение конкретного компьютера, чтобы отправить ему, например, почту?». Не на деревню же дедушке все это отправляется?! Необходимо точно знать, откуда «прибежали» файлы и куда их отправлять. Другими словами, нужно уметь идентифицировать (точно определять) компьютеры в Интернет-пространстве. Для этого у каждого компьютера должно быть свое уникальное, отличное от всех других имя. Поскольку точное количество компьютеров, подключенных к Сети, настолько велико, что не поддается точному подсчету (причем их количество постоянно увеличивается), задача выглядит достаточно сложной.

Для ее решения была предложена система IP-адресов. С ее появлением каждый компьютер, подключенный к Интернету, получил свой собственный IP-адрес.[9]

НЕОБЯЗАТЕЛЬНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ

IP-адрес состоит из набора четырех групп цифр (октетов), разделенных точками. Например, IP-адрес компании Microsoft следующий: 204.146.46.133. При этом каждое число должно находиться в диапазоне от 0 до 255. Эти четыре октета разделены на две части: IP-адрес сети и IP-адрес узла (компьютера) в этой сети. В общем-то, все логично. Интернет состоит из чего? Из сетей. А каждая сеть из чего? Из компьютеров.

Эта система оказалась хороша всем, кроме одного: людям, не имеющим отношения к сетевым технологиям, достаточно трудно разобраться в этих наборах цифр. Тем более это стало неудобным, когда Интернет перестал использоваться только учеными и военными. Тогда в 1984 году была введена доменная система имен – DNS (Domain[10] Name System) – и все стало намного нагляднее.

Важнейшим понятием системы DNS является домен. В общем-то, домен – это сервер и подключенные к нему компьютеры-клиенты. При создании доменного имени «плясать» начинают от домена верхнего уровня. Домены бывают двух видов.

– Домен, который отражает код страны. Например, домен ru соответствует коду России, by – коду Беларуси, ua – Украины, a uk – Великобритании (не путать с Украиной). Это означает, что сайт, зарегистрированный в России, скорее всего, будет принадлежать домену верхнего уровня ru.

– Тематический домен. Он объединяет ресурсы организаций, схожих по виду деятельности. Например, домен com объединяет сайты коммерческих организаций, a org – наоборот, некоммерческих. Домен gov, скорее всего, выберет правительственная организация, a edu – организация, относящаяся к системе образования.

Домен верхнего уровня стоит над всеми младшими доменами. За ним следует домен второго уровня, который пишется перед доменом верхнего уровня. Обычно он отражает название организации или тематику сайта. Например, microsoft.com – это сайт коммерческой организации с названием Microsoft, anekdot.ru – сайт, зарегистрированный в России и посвященный анекдотам.

Вслед да доменом второго уровня (точнее, перед ним) может располагаться домен третьего уровня (например, shop.obyava.ru – это интернет-магазин мобильных телефонов и карманных компьютеров в России) и т. д.

Теперь рассмотрим еще одно важное понятие – URL (Uniform Resource Locator – унифицированный указатель ресурса). Именно он определяет точный и понятный для всех адрес объекта (сайта, страницы, файла) в Интернете.

Обычно URL состоит из четырех частей. Рассмотрим их на примере интернет-адреса поискового сервера Яндекс (есть такой) – http://www.yandex.ru.

– http – название протокола. Оно намекает компьютеру, что ему нужно связываться с узлом по протоколу HTTP, работающему с файлами WWW (документами с расширением HTML). Обратите внимание, что после названия протокола стоит двоеточие и два слеша // (то есть две косые черты), но не перепутайте их с обратными слэшами \, которые используются при указании адреса файла на компьютере.

– www – местонахождение узла. Сайт находится на веб-сервере, содержащем страницы World Wide Web (а не на файловом сервере FTP или почтовом сервере mailto, например). Кстати, нередко эту часть адреса опускают – достаточно, мол, что указали название протокола.

– yandex – название организации, которая поддерживает данный узел.

– ru – домен (доменное имя) верхнего уровня, указывающее на то, что сайт относится к доменному пространству России.

Адрес любой страницы (файла) на этом сайте по структуре будет таким же, только чуть длиннее. Например, адрес страницы info, содержащей справочные материалы по работе с данным сайтом, будет выглядеть следующим образом: http://www.yandex.ru/info/[11]

Вот и все. Единственное, о чем нужно помнить, – что при вводе адреса сайта не имеет значения регистр вводимых знаков (прописные они или строчные – все равно). Но при вводе адреса конкретной страницы, извините, размер имеет значение. Например, система воспримет страницы info, Info и INFO как совершенно разные. Добавлю также, что если вы ошибетесь хотя бы в одной букве, то попадете совсем в другое место (если вообще куда-нибудь попадете).

На этом спешу вас обрадовать, что с основными понятиями, необходимыми для дальнейшего изучения Интернета, мы ознакомились. Теперь уделим несколько слов истории создания и развития Всемирной сети, тем более что она совсем не длинная.

Сразу хочу предупредить возможные упреки и объявить, что это всего лишь моя версия истории, то есть в нее включены только те факты, которые мне показались интересными и важными. Заранее прошу извинить, если я что-то упустил (а наверняка так оно и есть) или чему-то не придал должного значения.

История Интернета сухим языком бездушных букв

Не знаю, плохо это или нет, но факт остается фактом: если двигателем торговли является реклама, то двигателем технического прогресса – гонка вооружений, и появление Интернета – яркий тому пример.

После того как в 1957 году в СССР запустили первый искусственный спутник Земли, в США всполошились и создали Агентство передовых исследовательских проектов (Advanced Research Projects Agency – ARPA), которое должно было догнать и перегнать русских в научно-техническом забеге. Понятно, что агентство работало под патронажем военных, поэтому чуть позже к его названию добавили букву D (от англ. defence – оборона), и оно стало называться DARPA.

История Интернета началась с события, казалось бы, ничем с ним не связанного. В 1950-х годах США произвели над океаном очередной плановый ядерный взрыв. У американцев тогда пропало электричество и отключились все системы связи на Гавайских островах, которые находились в тысяче (!) километров от эпицентра.

ПРИМЕЧАНИЕ

Как вы должны помнить из занятий по гражданской обороне, одним из поражающих факторов ядерной бомбы является электромагнитный импульс, который выводит из строя всю электронику на огромном расстоянии.

Военные тогда схватились за голову. Это что же? Достаточно русским взорвать небольшую бомбу над США – и все! Любимые большевиками почту, телеграф и телефон захватывать уже не нужно – все равно не будут работать. Америку, получается, можно брать чуть ли не голыми руками, ведь без связи руководить страной, да и командовать армией весьма проблематично.

Министерство обороны США поставило тогда перед ARPA четкую задачу: обеспечить страну защищенной связью – надежной, быстрой и, самое главное, децентрализованной (чтобы уничтожение любого узла сети не влияло на работу остальных узлов).

С этого момента, можно сказать, и начинается история Сети.

– 1961 год. Студент Массачусетского технологического института Леонард Клейн-рок придумал способ пересылки файлов в пакетной форме. Эта идея позволяла реализовать мечту военных – безопасность, надежность и быстроту связи.

– 1962 год. Выходит работа «Галактическая сеть» Джозефа Ликлайдера – руководителя первой программы, посвященной созданию глобальной системы связи. В этой работе он описывает теоретическую концепцию того, что мы сейчас называем Интернетом.

– 1966 год. Принимается решение о реализации на практике идей Клейнрока и Ликлайдера. Преемник Ликлайдера в DARPA Ларри Роберте приступает к созданию экспериментальной сети, которая должна связать компьютеры DARPA.

– 1969 год. 2 сентября этого года считается днем рождения Интернета. В этот день два компьютера, соединенные шнуром длиной 4,5 метра, обменялись несколькими битами информации. Первую сеть назвали ARPANET (первая буква D опять где-то потерялась, видимо, по соображениям секретности). Вскоре к ней подключают компьютеры других организаций – университетов и исследовательских центров.