Как передается интернет: «Как интернет передается по проводам?» – Яндекс.Кью

Ars Technica (США): подводное волокно, мозги в банках и коаксиальные кабели, или как работает интернет | Наука | ИноСМИ

О, а вот и вы. Быстро получилось, не так ли? Всего лишь щелчок мыши или нажатие на экран и, если у вас соединение 21 века, вы мгновенно оказались на этой странице.

Но как это работает? Думали ли вы когда-нибудь о том, как картинка с котиком попадает на ваш компьютер в Лондоне с сервера в Орегоне? Мы говорим не просто о чудесах протокола TCP/IP или вездесущих точках доступа Wi-Fi, хотя это все тоже важно. Нет, мы говорим о большой инфраструктуре: огромных подводных кабелях, обширных дата-центрах со всем их излишеством энергосистем и о гигантских, лабиринтоподобных сетях, непосредственно подключающих миллиарды людей к Интернету.

А вот что, вероятно, еще важнее: поскольку мы все больше полагаемся на повсеместную связь с Интернетом, число подключенных устройств все растет, а наша жажда трафика не знает границ. Как мы обеспечиваем работу Интернета? Как Verizon и Virgin (крупнейшие интернет-провайдеры в США, — прим. ред.) удается стабильно передавать вам в дом сто миллионов байтов данных каждую секунду, круглые сутки, каждый день?

Что ж, прочитав следующие семь тысяч слов, вы об этом узнаете.

Тайные места выхода кабелей на сушу

British Telecom (BT) может заманивать клиентов, обещая провести «оптоволокно в каждый дом» (FTTH) для повышения скорости, и у Virgin Media качество услуг неплохое — скорости до 200 Мбит/с для физических лиц благодаря гибридной волоконно-коаксильной (ГВК) сети. Но, как видно из названия, всемирная паутина — это действительно мировая сеть. Обеспечить работу Интернета не под силу одному отдельному провайдеру на нашем острове, да и вообще где-либо в мире.

В первую очередь мы в кои-то веки посмотрим на один из самых необычных и интересных кабелей, по которым передаются данные, и на то, как он достигает британских берегов. Мы говорим не о каких-нибудь обычных проводах между наземными дата-центрами в сотне километров друг от друга, а о контактной станции в загадочном месте на западном берегу Англии, где после пути в 6500 километров из американского Нью-Джерси заканчивается атлантический подводный кабель Tata.

Связь с США необходима для любой серьезной международной коммуникационной компании, и Tata’s Global Network (TGN) — это единственная опоясывающая всю планету оптоволоконная сеть с одним владельцем. Это 700 тысяч километров подводных и наземных кабелей с более чем 400 узлами связи по всему миру.

Tata, однако, готова делиться. Она существует не просто для того, чтобы дети директора могли без задержек играть в Call of Duty, а группа избранных могла без задержек смотреть «Игру престолов» онлайн. Ежесекундно на сеть Tata первого уровня приходится 24% мирового интернет-трафика, так что шанс поближе познакомиться с TGN-A (Атлантика), TGN-WER (Западная Европа) и их кабельными друзьями упускать нельзя.

Сама станция — вполне себе классический дата-центр на вид, серый и невзрачный — может вообще показаться местом, где, например, выращивают капусту. А внутри все иначе: для перемещения по зданию нужны RFID-карточки, для входа в помещения дата-центра — дать считать свой отпечаток пальца, но для начала — чашка чая и беседа в конференц-зале. Это не привычный дата-центр, и некоторые вещи надо объяснять. В частности, для подводных кабельных систем нужно очень много энергии, которую предоставляют многочисленные резервные агрегаты.

Защищенные подводные кабели

Карл Осборн, вице-президент Tata по международному сетевому развитию, присоединился к нам на время экскурсии, чтобы изложить свои мысли. До Tata Осборн работал на самом корабле, прокладывающем кабель, и следил за процессом. Он показал нам образцы подводных кабелей, демонстрируя то, как меняется их конструкция в зависимости от глубины. Чем ближе вы к поверхности, тем больше нужно защитной оболочки, чтобы выдержать потенциальные повреждения от судоходства. На мелководье выкапываются траншеи, куда кладут кабели. Впрочем, на большей глубине, как в Западно-Европейской котловине глубиной почти в пять с половиной километров, защита не требуется — коммерческое судоходство никак не угрожает кабелям на дне.

На этой глубине диаметр кабеля — всего 17 мм, он словно фломастер в толстой изолирующей полиэтиленовой оболочке. Медный проводник окружает множество стальных проволочек, защищающих оптоволоконную сердцевину, находящуюся в стальной трубке диаметром менее трех миллиметров в мягком тиксотропном желе. Защищенные кабели внутри устроены так же, но вдобавок одеты в еще один или несколько слоев гальванизированной стальной проводки, обернутой вокруг всего кабеля.

Без медного проводника не было бы никакого подводного кабеля. Оптоволоконная технология обладает высокой скоростью и может пропускать чуть ли не безграничное количество данных, но оптоволокно не может работать на длинных дистанциях без небольшой помощи. Для усиления светопередачи по всей длине оптоволоконного кабеля нужны устройства-повторители — по сути, усилители сигнала. На суше это легко осуществляется за счет местной электроэнергии, но на дне океана усилители получают постоянный ток от медного проводника кабеля. А откуда берется этот ток? Со станций на обоих концах кабеля.

Хотя потребители этого не знают, TGN-A — это, на самом деле, два кабеля, идущие через океан разными путями. Если один будет поврежден, другой обеспечит непрерывность связи. Альтернативный TGN-A выходит на сушу на расстоянии в 110 километров (и три наземных усилителя) от основного и получает свою энергию оттуда же. У одного из этих трансатлантических кабелей 148 усилителей, а у другого, более длинного — 149.

Руководители станции стараются избегать известности, так что я назову нашего гида по станции Джоном. Джон объясняет устройство системы:

«Для питания кабеля с нашего конца идет положительное напряжение, а в Нью-Джерси оно отрицательное. Мы стараемся поддерживать ток: напряжение легко может наткнуться на сопротивление на кабеле. Напряжение примерно в 9 тысяч вольт поделено между двумя концами. Это называется двуполярным питанием. Так что с каждого конца примерно 4 500 вольт. В нормальных условиях мы могли бы обеспечивать работу всего кабеля без всякой помощи со стороны США»

Стоит ли говорить, что усилители сделаны с расчетом на бесперебойную работу в течение 25 лет, поскольку никто не будет посылать на дно водолазов, чтобы поменять контакт. Но глядя на сам образец кабеля, внутри которого всего восемь оптических волокон, невозможно не подумать, что при всех этих усилиях тут должно быть что-то большее.

«Все ограничивается размерами усилителей. На восемь волоконных пар нужны усилители вдвое большего размера», — поясняет Джон. А чем больше усилители, тем больше нужно энергии.

На станции восемь проводов, составляющих TGN-A, образуют четыре пары, каждая из которых содержит волокно приема и волокно передачи. Каждый проводок окрашен в свой цвет, чтобы в случае поломки и необходимости ремонта в море техники могли понять, как собрать все в изначальное состояние. Аналогично, работники на суше могут понять, что куда вставлять при подключении к подводному линейному терминалу (SLTE).

Ремонт кабелей в море

После экскурсии по станции я поговорил с Питером Джеймисоном, специалистом техподдержки оптоволоконных сетей в Virgin Media, чтобы побольше узнать об обеспечении работы подводных кабелей.

«Как только кабель нашли и доставили на корабль для починки, устанавливается новый отрезок неповрежденного кабеля. Затем устройство с дистанционным управлением возвращается на дно, находит другой конец кабеля и совершает соединение. Затем кабель закапывается в дно максимум на полтора метра с помощью водяной струи высокого давления», — рассказывает он

«Обычно ремонт занимает где-то десять дней с момента отправления ремонтного судна, из которых четыре-пять дней — работы непосредственно на месте поломки. К счастью, такие случаи редки: за последние семь лет Virgin Media сталкивалась лишь с двумя».

QAM, DWDM, QPSK…

Когда кабели и усилители установлены — скорее всего, на десятилетия — больше в океане ничего отрегулировать нельзя. Ширина полосы, задержка и все, что касается качества услуг, регулируется на станциях.

«Чтобы понять отправляемый сигнал, используется прямая коррекция ошибок, и техники модуляции менялись по мере того, как количество трафика, передаваемого сигналом, увеличилось», — говорит Осборн. «QPSK (квадратурная фазовая манипуляция) и BPSK (двоичная фазовая манипуляция), иногда называемая PRK (двукратная относительная фазовая манипуляция), или 2PSK- это техники модуляции на больших дистанциях. 16QAM (квадратурная амплитудная модуляция) использовалась бы в более коротких подводных кабельных системах, а сейчас разрабатывается технология 8QAM, промежуточная между 16QAM и BPSK.

Технология DWDM (плотное мультиплексирование с разделением по длине волны) используется для совмещения различных каналов данных и для передачи этих сигналов на разных частотах — через свет в определенном цветовом спектре — по оптоволоконному кабелю. По факту, она образует множество виртуальных оптоволоконных каналов. Благодаря этому пропускная способность волокна резко повышается.

На сегодняшний день каждая из четырех пар обладает пропускной способностью в 10 Тбит/с и может достигать 40 Тбит/с в TGN-A кабеле. В то время цифра в 8 Тбит/с была максимальным существующим потенциалом на этом кабеле сети Tata. По мере того, как новые пользователи начинают пользоваться системой, они используют резервные мощности, однако мы от этого не обеднеем: в системе по-прежнему остается 80% потенциала, и в последующие годы с помощью очередной новой кодировки или усиления мультиплексирования почти наверняка можно будет повысить пропускную способность.

02.12.2016

07.06.2020

09.11.2016

23.10.2016
Одна из основных проблем, оказывающих воздействие на применение фотонных коммуникационных линий — дисперсия в оптоволокне. Так называется то, что разработчики включают в расчет при создании кабеля, поскольку некоторые секции оптоволкна обладают положительной дисперсией, а некоторые — отрицательной. И если вам понадобится произвести ремонт, нужно быть уверенным в том, что под рукой кабель с подходящим типом дисперсии. На суше электронная компенсация дисперсии — задача, которая постоянно оптимизируется, чтобы допускать возможность передачи самых слабых сигналов.

«Раньше мы использовали катушки оптоволокна, чтобы вызвать компенсацию дисперсии, — говорит Джон, — но теперь это все делается с помощью электроники. Так намного точнее удается повышать пропускную способность».

Так что теперь, вместо того, чтобы изначально предлагать пользователям 1-, 10- или 40-гигабитное оптоволокно, благодаря усовершенствованным за последние годы технологиям, можно готовить «сбросы» в 100 гигабит.

Кабельная маскировка

Несмотря на то, что благодаря ярко-желтому желобу их сложно не заметить, на первый взгляд, в здании и атлантический, и восточно-европейский подводные кабели можно легко принять за какие-нибудь элементы системы распределения электроэнергии. Они установлены на стене и возиться с ними не нужно, хотя в случае, если потребуется новая прокладка оптического кабеля, они будут напрямую соединены посредством подводного оптоволокна из щитка. На торчащих из пола в месте закладки красном и черном стикерах написано «TGN Atlantic Fiber»; справа — кабель TGN-WER, оснащенный другим устройством, в котором пары оптоволокна находятся отдельно друг от друга в распределительной коробке.

Слева от обоих коробок располагаются заключенные в металлические трубы силовые кабели. Два наиболее прочных из них предназначены для TGN-A, те два, что потоньше — для TGN-WER. У последнего также имеются два подводных кабельных маршрута, один из которых завершается в испанском городе Бильбао, а другой — в столице Португалии, Лиссабоне. Поскольку расстояние от этих двух стран до Великобритании короче, в этом случае требуется намного меньше энергии, и поэтому используются более тонкие кабели.

Говоря об устройстве места закладки кабелей, Осборн рассказывает:

«У тех кабелей, которые тянутся с пляжа, есть три основные части: оптоволокно, по которому идет трафик, силовая линия и заземление. Оптоволокно, по которому идет трафик — то, что вытянуто над вон той коробкой. Силовая линия ответвляется на другом отрезке в пределах территории этого объекта»

Желтый желоб для оптоволокна, расположенный над головой, ползет к распределительным панелям, которые будут выполнять разнообразные задачи, включая демультиплексирование входящих сигналов, благодаря чему можно будет разделить разные частотные диапазоны. Они представляют собой место потенциальных «потерь», где отдельные каналы могут обрываться, не попадая в наземную сеть.

Джон рассказывает:«Поступают каналы на 100 Гбит, и у вас есть 10-гигабитные клиенты: 10 на 10. Мы также предлагаем клиентам чистые 100 Гбит».

«Все зависит от пожеланий клиента», — добавляет Осборн. «Если им нужен одиночный канал на 100 Гбит, который поступает от одного из щитков, он может быть напрямую предоставлен потребителю. Если клиенту нужно что-то помедленнее, тогда да, придется поставлять трафик на другое оборудование, где его можно будет разделить на части с более низкой скоростью. У нас есть клиенты, которые покупают выделенную линию со скоростью 100 Гбит, но их не так уж много. Какой-нибудь мелкий провайдер, который захочет купить у нас возможность передачи, скорее выберет линию на 10 Гбит».

Подводные кабели предоставляют множество гигабит пропускной способности, что может быть использовано для выделенных линий между двумя офисами компании, чтобы, например, можно было проводить голосовые вызовы. Вся пропускная способность может быть расширена до сервисного уровня интернет-магистрали. И каждая из этих платформ оснащена различным отдельно контролируемым оборудованием.

«Основная часть пропускной способности, получаемой благодаря кабелю, либо используется для обеспечения работы нашего собственного интернета, либо продается как линии передач другим оптовым интернет-компаниям, вроде BT, Verizon и других международных операторов, у которых нет собственных кабелей на морском дне и поэтому они покупают доступ к передаче информации у нас».

Высокие распределительные щиты обеспечивают функционирование мешанины оптических кабелей, которые делятся 10-гигабитной связью с клиентами. Если вы желаете повысить пропускную способность, то это практически так же просто, как заказать дополнительные модули и распихать их по полкам — так в индустрии говорят, когда хотят описать, как устроены крупные стоечные массивы.

Джон указывает на существующую и используемую клиентом систему 560 Гбит/с (созданную на основе технологии 40G), которую недавно обновили дополнительными 1,6 Тбит/с. Дополнительная мощность была достигнута с помощью двух дополнительных модулей по 800 Гбит/с, которые работают на основе технологии 100G с трафиком более, чем в 2,1 Тбит/с. Когда он говорит о поставленной задаче, создается впечатление, что самая длительная фаза процесса — ожидание появления новых модулей.

У всех инфраструктурных объектов сети Tata есть копии, поэтому существует два помещения SLT1 и SLT2. Одна атлантическая система, получившая внутреннее название S1, находится слева от SLT1, а кабель Восточная Европа — Португалия называют C1, и располагается он справа. На другой стороне здания — SLT2 и Атлантическая S2, которые вместе с C2 соединены с Испанией.

В отдельном отсеке неподалеку располагается наземное помещение, в котором, помимо прочего, занимаются контролем над поступлением трафика в лондонский центр обработки данных Tata. Одна из трансатлантических пар оптоволокна на самом деле осуществляет сброс данных не в месте закладки. Это «лишняя пара», которая продолжает свой путь прямо до офиса Tata в Лондоне из Нью-Джерси, чтобы свести к минимуму задержку сигнала. Кстати, о ней: Джон проверил данные о задержке сигнала, идущего по двум атлантическим кабелям; самый короткий путь достигает скорости задержки пакета данных (PGD) в 66,5 мс, в то время как самый длинный — 66,9 мс. Так что ваша информация переносится на скорости около 703 759 397,7 км/ч. Ну как, достаточно быстро?

Он описывает основные проблемы, возникающие в связи с этим: «Каждый раз, когда мы переходим с оптического на слаботочный кабель, а затем опять на оптический, время задержки увеличивается. Сейчас, с помощью высококачественной оптики и более мощных усилителей необходимость воспроизводить сигнал сводится к минимуму. Другие факторы включают в себя ограничение на уровень мощности, которая может быть отправлена по подводным кабелям. Пересекая Атлантику, сигнал остается оптическим на протяжении всего пути».

Тестируя подводные кабели

С одной стороны располагается поверхность, на которой лежит оборудование для тестирования, и поскольку, как говорится, глаза — лучший свидетель, один из техников погружает оптоволоконный кабель в EXFO FTB-500. Оно оборудовано модулем спектрального анализа FTB-5240S. Само устройство EXFO работает на платформе Windows XP Pro Embedded и оснащено сенсорным экраном. Оно перезагружается, чтобы показать установленные модули. После этого можно выбрать один из них и запустить доступную процедуру диагностики.

«Ты просто отводишь 10% светового потока из этой кабельной системы, — объясняет техник. — Ты создаешь точку доступа для устройства спектрального анализа, так что потом можешь вернуть эти 10% обратно, чтобы проанализировать сигнал».

Мы смотрим на магистрали, протянувшиеся до Лондона, и, поскольку этот отрезок находится в разгаре процесса вывода из эксплуатации, можно увидеть, что на нем есть неиспользуемый участок, появившийся на дисплее. Устройство не может более детально определить, о каком объеме информации или отдельной частоте идет речь; чтобы узнать это, приходится смотреть частоту в базе данных.

«Если вы посмотрите на подводную систему, — добавляет он, — там тоже полно боковых полос частот и всяких других вещей, поэтому можно увидеть, как устройство работает. Но при этом вы знаете, что случается смешение показаний прибора. И вы можете увидеть, не перемещается ли оно на другую полосу частоты, что понижает эффективность функционирования.

Никогда не покидавший ряды тяжеловесов систем передачи информации, универсальный роутер Juniper MX960 выступает в роли стержня IP-телефонии. На самом деле, как подтверждает Джон, у компании их два: «Нам скоро привезут всякие штуки из-за океана, и потом мы сможем запустить STM-1 [Синхронный транспортный модуль уровня 1], GigE, или 10GigE клиенты — это выполнит своего рода мультиплексирование и позволит обеспечить IP-сетями различных потребителей».

Оборудование, использующееся на наземных платформах DWDM, занимает намного меньше пространства, чем подводная система кабелей. Похоже, оборудование ADVA FSP 3000 — практически то же самое, что Ciena 6500 kit, однако, поскольку оно установлено на суше, качество электроники не должно быть высокого уровня. На самом деле, использующиеся полки аппарата ADVA — просто более дешевые версии, так как он работает на более коротких дистанциях. В системах подводных кабелей есть такое соотношение: чем дальше ты отправляешь информацию, тем больше появляется шумов, поэтому растет зависимость от фотонных систем Ciena, которые устанавливаются в месте закладки кабеля, чтобы компенсировать эти шумы.

Одна из телекоммуникационных стоек содержит три отдельные системы DWDM. Две из них подсоединены к лондонскому центру отдельными кабелями (каждый из которых проходит через три усилителя), а оставшийся ведет к центру обработки информации, расположенному в Бакингемшире.

Место закладки кабеля также предоставляет участок Западно-африканской кабельной системе (WACS). Она построена консорциумом примерно из десятка телекоммуникационных компаний и доходит до самого Кейптауна. Подводные блоки разветвления помогают разделить кабель и вывести его на поверхность в различных местах побережья африканской части Южной Атлантики.

Энергия кошмаров

Вы не можете посетить место закладки кабеля или центр обработки информации и не заметить, насколько там необходима энергия: не только для оборудования в телекоммуникационных стойкахк, но и для охладителей — систем, которые предотвращают перегревание серверов и коммутаторов. И поскольку место закладки подводного кабеля обладает необычными энергетическими требованиями из-за своих подводных ретрансляторов, резервные системы у него тоже не самые обычные.

Если мы зайдем в одну из аккумуляторных, вместо стеллажей с запасными аккумуляторами ИБП (источник бесперебойного питания — прим. ред.) Yuasa — формфактор которых не особенно отличается от тех, что можно увидеть в машине — мы увидим, что комната больше напоминает медицинский эксперимент. Она уставлена огромными свинцово-кислотными аккумуляторами в прозрачных резервуарах, выглядящими как мозги инопланетян в банках. Не требующий технического обслуживания, этот набор аккумуляторов на 2 В с продолжительностью жизни в 50 лет в сумме дает 1600 А*ч, обеспечивая 4 часа гарантированной автономной работы.

Зарядные устройства, которые, по сути, являются выпрямителями тока, обеспечивают напряжение холостого хода для поддержания заряда аккумуляторов (герметичные свинцовокислотные аккумуляторы должны иногда подзаряжаться на холостом ходу, иначе со временем они теряют полезные свойства из-за т.н. процесса сульфатации — прим. ред.). Они также проводят напряжение постоянного тока для стеллажей к зданию. Внутри комнаты находятся два источника электроснабжения, размещенные в больших синих шкафах. Один питает кабель Atlantic S1, другой — Portugal C1. Цифровой дисплей показывает 4100 В при силе тока приблизительно в 600 мА для атлантического источника электроснабжения, второй показывает чуть больше 1500 В при 650 мА для источника электроснабжения C1.

Джон описывает конфигурацию:

«Источник электроснабжения состоит из двух отдельных конвертеров. У каждого из них есть три степени мощности, и он может подать 3000 В постоянного тока. Один этот шкаф может питать целый кабель, то есть у нас n+1 запаса, поскольку у нас их два. Хотя, скорее даже n+3, потому что даже если в Нью-Джерси упадут оба конвертера, и еще один здесь, мы все равно сможем питать кабель».

Раскрывая некоторые весьма изощренные механизмы переключения, Джон объясняет систему контроля: «Вот так, по сути, мы это включаем и выключаем. Если есть проблема с кабелем, нам приходится работать с кораблем, который занимается починкой. Существует целый набор процедур, которые мы должны проделать, чтобы удостовериться в безопасности, прежде чем команда корабля начнет работу. Очевидно, напряжение так высоко, что является смертельным, поэтому нам приходится отправлять сообщения об энергетической безопасности. Мы отправляем уведомление о том, что кабель заземлен, а они отвечают. Все взаимно соединено, поэтому можно удостовериться в том, что все безопасно».

На объекте также есть два 2 МВА (мегавольтамперных — прим. ред.) дизельных генератора. Конечно, поскольку все продублировано, второй — запасной. Там есть и три громадных охлаждающих аппарата, хотя, по-видимому, им необходим только один. Раз в месяц запасной генератор проверяется без нагрузки, а дважды в год все здание запускается при нагрузке. Поскольку здание также является и центром обработки и хранения данных, это необходимо для аккредитации на соглашение об уровне услуг (SLA) и международной организации по стандартизации (ISO).

В обычный месяц на объекте счет за электричество легко достигает 5 цифр.

Следующая остановка: дата-центр

В бакингемширском дата-центре существуют похожие требования к объемам резервов, хоть и другого масштаба: две гигантские колокации (колокация — услуга, заключающаяся в том, что провайдер размещает клиентское оборудование на своей территории и обеспечивает его работу и обслуживание, что позволяет сэкономить на организации канала связи от провайдера до клиента — прим. ред.) и управляемые хостинговые холлы (S110 и S120), каждый из которых занимает квадратный километр. Темное оптоволокно (неиспользуемые для передачи данных волокна оптического кабеля, которые служат в качестве резерва — прим. ред.) соединяет S110 с Лондоном, а S120 соединено с местом выхода кабеля на западном побережье. Там расположены две установки — автономные системы 6453 и 4755: многопротокольная коммутация по меткам (MPLS) и межсетевой протокол (IP)

Как следует из названия, MPLS использует метки и присваивает их пакетам данных. Их содержание изучать не требуется. Вместо этого решения об отправке пакета принимаются на основе содержания меток. Если вы хотите детально изучить как работает MPLS, то MPLSTutorial.com — хорошее место для начала.

Аналогичным образом, TCP/IP Guide Чарльза Козиерока — отличный онлайн-ресурс для тех, кто хочет узнать больше о TCP/IP, его различных уровнях, эквиваленте, модели взаимодействия открытых систем (OSI) и многом другом.

18.10.2012
В некотором смысле MPLS-сеть — жемчужина Tata Communications. Поскольку пакетам могут быть присвоены метки с указанием приоритета, такая форма технологии коммутации позволяет компании использовать эту гибкую транспортную систему для обеспечения гарантий при обслуживании клиентов. Присваивание меток также позволяет направлять данные по конкретному пути, а не по динамически назначаемому, что позволяет определять требования к качеству обслуживания или даже избегать высоких тарифов на трафик с определенных территорий.

Опять же, исходя из названия, многопротокольность позволяет поддерживать разные способы коммуникации. Так, если корпоративный клиент хочет VPN (виртуальную частную сеть), личный интернет, облачные приложения или определенный вид шифрования, эти услуги достаточно просто предоставить.

На время этого посещения назовем нашего путеводителя по Бакингемшеру Полом, а его коллегу из центра эксплуатации сети — Джорджем.

«С MPLS мы можем предоставить любой BIA (защитный адрес) или Интернет — любую услугу, которую хочет клиент. MPLS кормит нашу сеть выделенных серверов, которая является самой большой зоной обслуживания в Великобритании. У нас 400 мест с большим числом устройств, соединенных в одну большую сеть, которая является единой автономной системой. Она предоставляет IP, Интернет и услуги P2P нашим клиентам. Поскольку у нее топология сетки (400 взаимосвязанных устройств), каждое новое соединение пройдет по новому пути к MPLS-облаку. Мы также предоставляем сетевые услуги: внутрисетевые и внесетевые. Провайдеры вроде Virgin Media и NetApp предоставляют свои услуги непосредственно клиентам», — рассказывает Пол.

В просторном Зале данных № 110 выделенные сервера и облачные сервисы Tata расположены с одной стороны, а коллокация — с другой. Также оборудован и Зал данных № 120. Некоторые клиенты хранят свои стеллажи в клетках и разрешают доступ к ним только собственному персоналу. Находясь здесь, они получают место, энергию и определенную среду. По умолчанию все стеллажи имеют два источника: A UPS и B UPS. Каждый из них идет по отдельной сети, проходя через здание по разным маршрутам.

«Наше оптоволокно, которое идет от SLTE и Лондона, заканчивается здесь», — рассказывает Пол. Указывая на стеллаж с набором Ciena 6500, он добавляет: «Возможно, вы видели похожее оборудование на месте выхода кабеля на сушу. Вот это берет основное темное оптоволокно, входящее в здание, а затем распределяет его по DWDM-оборудованию. Сигналы темного оптоволокна распределяются по разным спектрам, и затем оно идет к ADVA, после чего раздается клиентам. Мы не позволяем клиентам подключаться к нашей сети напрямую, поэтому все сетевые устройства заканчиваются здесь. Отсюда мы распространяем нашу связь.

Изменение в потоке данных

Обычный день для Пола и его коллег, работающих удаленно, состоит из подключения аппаратного оборудования новых клиентов и заданий вроде выгрузки жестких дисков и твердотельных накопителей (SSD). Это не подразумевает особо глубокое выявление неисправностей. Например, если клиент потерял связь с одним из своих устройств, его команда, находящаяся здесь для поддержки, проверяет, работает ли связь на физическом уровне и, если это необходимо, меняет сетевую плату и все такое прочее, чтобы убедиться в том, что доступ к устройству или платформе восстановлен.

В последние годы он заметил некоторые изменения. Стеллажи с серверами размером 1U или 2U начали заменять блоками 8U или 9U, которые поддерживают множество разных плат, включая ультракомпактные сервера. В результате, просьб об установке индивидуальных сетей серверов стало намного меньше. За последние 4 или 5 лет произошли и другие перемены.

«В Tata большую часть оборудования представляют HP или Dell, их устройства мы сейчас используем для выделенных серверов и облачных протоколов. Раньше еще пользовались Sun, но сейчас он очень редко встречается. Для хранения и резервных копий мы стандартно использовали NetApp, но сейчас, как я вижу, появился еще и EMC, а в последнее время я заметил много запоминающих устройств Hitachi. Кроме того, многие клиенты выбирают выделенные системы резервного хранения, а не управляемые или совместно используемые».

Центры управления центра управления сетью

Планировка в отведенной под ЦУС (центр управления сетью) части помещения во многом похожа на обычный офис, хотя большой экран и камера, посредством которых осуществляется связь между британским офисом и работниками ЦУС в индийском Ченнаи, могут оказаться неожиданностью. Впрочем, они служат своего рода способом тестирования сети: если экран потухает, в обоих офисах понимают, что возникла какая-то проблема. Здесь, фактически, функционирует служба поддержки первого уровня. Сеть контролируется из Нью-Йорка, а за хостингом наблюдают в Ченнаи. Поэтому если что-то серьезное действительно произойдет, в этих местах, расположенных далеко друг от друга, об этом узнают первыми.

Джордж описывает организационную структуру работы центра: «Поскольку мы центр управления сетью, нам звонят люди, у которых возникли проблемы. Мы оказываем поддержку 50-и приоритетным потребителям (все они — те, кто платят за услуги больше всего) и каждый раз, когда они сталкиваются с проблемой, она и правда является приоритетной. Наша сеть предоставляет собой совместную инфраструктуру, и серьезная проблема может затронуть многих потребителей. В таком случае необходимо, чтобы у нас была возможность своевременно их информировать. У нас есть договоренность с некоторыми потребителями, согласно которой мы каждый час предоставляем им последнюю информацию, а некоторым — каждые 30 минут. В случае чрезвычайных происшествий на линии мы постоянно держим их в курсе, пока решаем проблему. Круглосуточно».

Как работает провайдер инфраструктуры

Поскольку речь идет о международной кабельной системе, провайдеры связи по всему миру сталкиваются с одинаковыми проблемами: это, в частности, повреждение наземных кабелей, которое чаще всего происходит на строительных площадках на находящихся под менее тщательным контролем участках. Это и, разумеется, сбившиеся с траектории якори на дне моря. К тому же, нельзя забывать про DDoS-атаки, в ходе которых системы подвергаются нападению, и всю доступную пропускную способность заполняет трафик. Разумеется, команда прекрасно оснащена для того, чтобы противодействовать этим угрозам.

«Оборудование настроено так, чтобы отслеживать обычные модели трафика, которые ожидаются в конкретный период дня. Они могут последовательно сверить трафик в 4 часа дня прошлого четверга и сейчас. Если при проверке выявится что-нибудь необычное, оборудование может превентивно ликвидировать вторжение и перенаправить трафик с помощью другого брандмауэра, что может отсеять любое вторжение. Это называется продуктивным смягчением последствий DDoS. Другой его вид — ответный. В таком случае потребитель может сказать нам: „О, у меня в этот день угроза в системе. Вам лучше бы быть начеку». Даже в такой ситуации мы можем в качестве упреждающей меры произвести фильтрацию. Также существует законная активность, о которой нас уведомят, к примеру, Гластонбери (Музыкальный фестиваль, проходящий в Великобритании — прим. Newочем), так что когда билеты поступают в продажу, возросший уровень активности не блокируется».

За задержками в работе системы также приходится вести упреждающий контроль из-за клиентов вроде Citrix, которые занимаются сервисами виртуализации и облачными приложениями, чувствительными к существенным задержкам сети. Жажду скорости ценит и такой клиент, как Формула-1. Tata Communications управляет сетевой инфраструктурой гонок для всех команд и различных вещательных компаний.

«Мы отвечаем за всю экосистему Формулы-1, включая инженеров гонок, находящихся в месте их проведения и также являющихся частью команды. Мы создаем точку входа на каждом месте проведения гонки — устанавливаем ее, протягиваем вся кабели и обеспечиваем всех пользователей. Мы ставим различные точки доступа Wi-Fi для гостевой зоны и других мест. Находящийся там инженер выполняет всю работу, и он может продемонстрировать, что в день гонок вся связь находится в рабочем состоянии. Мы следим за ней с помощью программы PRTG (Paessler Router Traffic Grapher — программа, предназначенная для мониторинга использования сети — прим. Newочем), так что мы можем проверять состояние ключевых показателей эффективности. Поддержку мы осуществляем отсюда, круглые сутки и без выходных.

Такой активный клиент, который на протяжении года регулярно проводит мероприятия, означает, что команда по управлению объектом должна назначать даты тестирования резервных систем. Если речь идет о неделе проведения гонки F1, то со вторника по понедельник следующей недели этим парням придется держать свои руки при себе и не начинать тестировать линии в центре обработки информации. Даже во время моей экскурсии, которую проводил Пол, он поосторожничал и, показывая на блок оборудования для F1, не стал открывать щиток, чтобы я мог более детально его рассмотреть.

И, кстати, если вам любопытно, как действуют резервные системы, то в них установлены 360 батарей на каждый ИБП и 8 источников бесперебойного питания. В сумме это дает более 2800 батарей, и, поскольку каждая из них весит по 32 кг, их общий вес — около 96 тонн. Срок службы батарей — 10 лет, и за каждой из них ведется индивидуальный контроль температуры, влажности, сопротивления и других показателей, проверяемых круглосуточно. При полной загрузке они смогут поддерживать работу центра обработки информации около 8 минут, что даст кучу времени на то, чтобы включились генераторы. В день моего посещения загруженность была такой, что батареи, включись они, смогли бы обеспечивать работу всех систем центра на протяжении пары часов.

В центре установлено 6 генераторов — по три на каждый зал дата-центра. Каждый генератор может принять полную загруженность центра — 1,6 МВА. Каждый из них производит по 1280 киловатт энергии. В целом туда поступает 6 МВА — такого количества энергии, возможно, хватило бы на то, чтобы обеспечить энергией половину города. В центре есть и седьмой генератор, который покрывает потребность в энергии, нужной для обслуживания здания. В помещении находится около 8000 литров топлива — достаточно, чтобы прекрасно пережить сутки в условиях полной загруженности. При полном сгорании топлива в час потребляется 220 литров дизеля, что, если бы это было машиной, движущейся со скоростью 96 км/ч, могло бы вывести на новый уровень скромный показатель в 235 литров на 100 км — цифры, из-за которых Humvee выглядит как Prius.

30.04.2019

31.05.2020
Последняя миля

Завершающий этап — последние несколько километров от сетевого шлюза или центра управления сетью до вашего дома — не так уж впечатляет, даже если бегло взглянуть на конечные ответвления сетевой инфраструктуры.

Однако и здесь происходили изменения. Устанавливая новые телекоммуникационные шкафы бок о бок со старыми зелеными шкафами, Virgin Media и Openreach организовывают линии DOCSIS и VDSL2, увеличивая число подключенных к сети домов и предприятий.

VDSL2

Внутри новых шкафов Openreach для линий VDSL2 находится мультиплексор DSLAМ (мультиплексор доступа цифровой абонентской линии в терминологии BT). Во времена технологий ADSL и ADSL2 мультиплексоры DSLAМ устанавливали недалеко от локальных коммутаторов, но использование уличных шкафов позволяет усилить сигнал оптического кабеля, идущего к коммутатору, чтобы увеличить скорость широкополосного доступа для конечного потребителя.

Шкафы DSLAM запитываются отдельно и подключаются соединительными парами к существующим уличным шкафам, такая связка — это узловой телекоммуникационный шкаф. Медная пара до конечного пользователя остается нетронутой, в то время как VDSL2 дает возможность широкополосного доступа за счет использования обычных уличных шкафов.

Это апгрейд, который не может быть осуществлен без присутствия техников, и панель NTE5 (оконечное оборудование сети) внутри дома тоже должна быть модифицирована. Но всё же это шаг вперед, который позволяет провайдерам увеличить скорость с 38 Мбит/с до 78 Мбит/с в миллионах домов, минуя объем работ, необходимых для прокладки FTTH.

DOCSIS

Это совсем иная технология гибридной оптико-коаксиальной сети Virgin Media, которая позволяет обеспечить домашнему потребителю скорость до 200 Мбит/с и до 300 Мбит/с для предприятий. Несмотря на то, что технологии, позволяющие обеспечить такую скорость основаны на DOCSIS 3 (стандарт передачи данных по коаксиальному кабелю), а не на VDSL2, здесь есть кое-какие параллели. Virgin Media прокладывает оптоволоконные линии до уличных шкафов, далее используя медный коаксиальный кабель для широкополосного доступа и ТВ (для телефонии по-прежнему используется витая пара).

Стоит отметить, что DOCSIS 3.0 — это самый распространенный в США вариант последней мили, 55 миллионов из всех 90 миллионов стационарных линий широкополосного доступа используют коаксиальный кабель. На втором месте ADSL — 20 миллионов, далее FTTP — 10 миллионов. Технология VDSL2 в США почти не используется, но время от времени встречается в некоторых городских районах.

DOCSIS 3 до сих пор имеет запас скорости, который позволит кабельным провайдерам при необходимости увеличить скорость до 400, 500 или 600 Мбит/с — а после этого появится DOCSIS 3.1, который уже ждет своего часа.

При использовании стандарта DOCSIS 3.1 входящая скорость превышает 10 Гбит/с, а исходящая достигает 1 Гбит/с. Достигнуть таких мощностей можно за счет метода квадратурной амплитудной модуляции — она же используется на коротких расстояниях в подводных кабелях. Однако на суше получены КАМ более высокого порядка — 4096КАМ по схеме цифровой модуляции мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), где, как и в DWDM, сигнал разделяется на несколько поднесущих, передаваемых на разных частотах в ограниченном спектре. Метод ODFM также используется в ADSL/VDSL и G.fast.

Последние 100 метров

Несмотря на то, что FTTC и DOCSIS последние несколько лет доминируют на рынке проводного интернет-доступа Великобритании, будет большим упущением не упомянуть о другой стороне проблемы последней мили (или последних 100 м): мобильные устройства и беспроводная связь.

Вскоре ожидается появление новых возможностей для управления и развертывания мобильных сетей, но пока давайте просто взглянем на Wi-Fi, которая в основном является расширением для FTTC и DOCSIS. Наглядный пример: недавно внедренное и почти полное покрытие городских районов точками доступа Wi-Fi.

Сперва это были всего несколько смелых кафе и баров, но затем BT превратила абонентские маршрутизаторы в открытые точки доступа, назвав это «BT Fon». Сейчас это превратилось в игру крупных инфрастуктурных компаний — Wi-Fi сеть в лондонском метро или интересный проект Virgin «умный тротуар» в Чешаме, Бакингемшир

30.04.2019

31.05.2020
Для этого проекта Virgin Media просто поместили точки доступа под крышки канализационных люков, которые изготовлены из специального радиопрозрачного композита. Virgin используют множество линий и узлов по всей Британии, так почему бы не добавить несколько Wi-Fi точек, чтобы поделиться доступом с людьми?

В беседе с Саймоном Клементом, старшим технологом Virgin Media, создается впечатление, что внедрение умного тротуара сперва казалось более трудной задачей, чем вышло на самом деле.

«Раньше мы сталкивались с трудностями взаимодействия с местными властями, но в этот раз такого не произошло, — говорит Клемент, — городской совет Чешама активно сотрудничал с нами в работе над этим проектом, и складывалось общее впечатление того, что чиновники повсеместно открыты к внедрению коммуникационных услуг для населения и понимают какую работу необходимо проделать, чтобы реализовать эти услуги»

Большинство трудностей возникают сами по себе или связаны с регламентами.

«Главная задача в том, чтобы мыслить нестандартно. К примеру, стандартные проекты беспроводного доступа предполагают установку радиоточек настолько высоко, насколько позволяет административный регламент, и эти точки работают с мощностью, максимальный уровень которой ограничивается тем же регламентом. Мы же попытались установить точки доступа под землей, чтобы они работали на мощности простого домашнего Wi-Fi»

«Нам пришлось идти на множество рисков по ходу проекта. Как и во всех инновационных проектах, предварительная оценка рисков актуальна до тех пор, пока объем работ остается неизменным. На практике это случается крайне редко, и мы вынуждены регулярно производить динамическую оценку рисков. Существуют ключевые принципы, которых мы стараемся держаться, особенно в работе с беспроводным доступом. Мы всегда придерживаемся ограничений стандарта EIRP (эффективная изотропно излучаемая мощность) и всегда используем безопасные рабочие методы применительно к радио. Когда имеешь дело с радиоизлучением, лучше быть консерватором».

Назад в будущее кабельного Интернета

Далее на горизонте для сети POTS от Openreach стоит G.fast, который лучше всего можно описать как конфигурацию FTTdp (оптическое волокно к точке раздачи). Опять же, это переходник от оптоволокна к медному кабелю, но DSLAM будет размещен еще ближе к конечному пользователю, над телеграфными столбами и под землей, а на последних десятках метров кабеля будет привычная медная витая пара.

Идея заключается в том, чтобы расположить оптоволокно как можно ближе к клиенту, одновременно минимизируя длину медного кабеля, что теоретически позволяет достигать скорости подключения от 500 до 800 Мбит/с. G.fast работает с гораздо большим диапазоном частот нежели VDSL2, так что длина кабеля сильнее влияет на работоспособность сети. Однако, некоторые сомневаются, что при таком раскладе BT Openreach будет оптимизировать скорость, так как, по причине высокой стоимости, для предоставления таких услуг им придется вернуться к узловому телекоммуникационному шкафу и пожертвовать скоростью: она снизится до 300 Мбит/с.

Есть еще FTTH. Openreach изначально отложили FTTH — они разработали лучший (читай: дешевый) способ передачи, но недавно заявили о своей «амбиции» начать широкомасштабное внедрение FTTH. Технологии FTTC или FTTdp наиболее вероятно станут краткосрочным и промежуточным решением для многих пользователей, которые пользуются услугами кабельных провайдеров, в свою очередь являющихся оптовыми клиентами Openreach.

С другой стороны, нет основания полагать, что Virgin Media собирается почивать на коаксиальных лаврах: пока их конкурент-телекоммуникационный гигант обдумывает свои ходы, Virgin стабильно поставляет услуги FTTH, охватывая 250 тысяч пользователей и ставит целью достичь 500 тысяч в этом году. Проект Lightning, с помощью которого в течение следующих нескольких лет к сети Virgin подключатся еще четыре миллиона домов и офисов, включает один миллион новых подключений по FTTH.

В нынешней ситуации Virgin использует технологию RFOG (радиочастота по стекловолокну) и таким образом появляется возможность использовать стандартные коаксиальные роутеры и TiVo, но значительное влияние в сфере FTTH в Великобритании дает компании несколько дополнительных опций в будущем, когда спрос на широкополосный пользовательский доступ возрастет.

Последние несколько лет также были благоприятны для мелких и независимых игроков вроде Hyperoptic и Gigaclear, которые выпускают свои собственные оптоволоконные сети. Их площадь покрытия все еще крайне ограничена парой тысяч жилых домов в центре города (Hyperoptic) и сельскими поселениями (Gigaclear), но рост конкуренции и вложений в инфрастуктуру никогда не ведет к плохому.

Вот так история

Вот и все дела: в следующий раз, смотря видео на YouTube, вы в подробностях будете знать, как оно движется с облачного сервера на ваш компьютер. Это может казаться очень легким, — особенно с вашей стороны — но теперь вы знаете правду: всё работает на смертоносных кабелях в 4000 вольт, 96 тоннах батарей, тысячах литров дизельного топлива, миллионах миль кабелей «последней мили» и излишестве в избытке.

Сама система тоже будет становиться все больше и безумней. Для умных домов, носимой электроники и ТВ с фильмами по запросу понадобится больший диапазон, большая надежность и больше мозгов в колбах. Хорошо жить в наше время.

Свою технологическую одиссею Боб Дормон начал еще подростком, работая в GSHQ, однако, из-за страсти к музыке он поехал осваивать звукозапись в Лондон. Больше двенадцати лет он регулярно писал для журналов музыкальной и Mac направленности. Восхищенный отношением человека и технологий, он стал полноценным журналистом, и больше шести лет был членом редакторской команды журнала The Register. Боб проживает в Лондоне, и у него до неприличного много гаджетов, гитар и винтажных MIDI-синтезаторов.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Объясни мне: как устроен интернет

Недав­но при­ня­ли закон о так назы­ва­е­мом суве­рен­ном интер­не­те. Есть мно­го слу­хов о том, что интер­нет смо­гут бло­ки­ро­вать, подав­лять, отклю­чать и мно­гое дру­гое. Мы не ком­мен­ти­ру­ем слу­хи, но вос­поль­зу­ем­ся слу­ча­ем и рас­ска­жем немно­го об устрой­стве само­го интернета.

В этой ста­тье — основ­ные зна­ния о том, как устро­ен интер­нет, на при­ме­ре одно­го запро­са на сайт. Даль­ше — боль­ше. Что­бы было понят­но, мы наме­рен­но упус­ка­ем неко­то­рые тех­ни­че­ские детали.

Интернет — это много компьютеров

Интер­нет — это мно­го вычис­ли­тель­ных машин, кото­рые объ­еди­не­ны в сеть. Объ­еди­не­ние в сеть озна­ча­ет, что одна вычис­ли­тель­ная маши­на может отпра­вить дру­гой сооб­ще­ние, а та может отве­тить. Пока непо­нят­но, но подождите.

Напри­мер, есть ваш смарт­фон. И есть ком­пью­тер «Яндек­са», кото­рый отве­ча­ет за отоб­ра­же­ние стра­ни­цы по адре­су yandex.ru. Смарт­фон дела­ет запрос «Пока­жи мне глав­ную yandex.ru», ком­пью­тер «Яндек­са» этот запрос полу­ча­ет, обра­ба­ты­ва­ет, про­ве­ря­ет, кто вы, и отда­ёт вам эту стра­ни­цу в виде кода. Ваш гад­жет полу­ча­ет код стра­ни­цы и выво­дит на экран в виде глав­ной стра­ни­цы «Яндек­са».

Может сло­жить­ся впе­чат­ле­ние, что мы ходим по интер­не­ту, захо­дим на сай­ты, вхо­дим в лич­ные каби­не­ты. На самом деле никто нику­да не ходит. Про­сто наш ком­пью­тер дела­ет запрос дру­го­му, тот даёт ответ, и наш ком­пью­тер выво­дит этот ответ на экран. Мож­но ска­зать, мы не ходим по интер­не­ту, а выбо­роч­но его скачиваем.

Клиенты и серверы

Обыч­но ком­пью­те­ры в интер­не­те гру­бо делят на кли­ен­ты и сер­ве­ры. Кли­ен­ты — это все ком­пью­те­ры, на кото­рых инфор­ма­цию потреб­ля­ют. Обыч­но у них есть кла­ви­а­ту­ры, экра­ны, они мобиль­ные и удоб­ные для людей. Ваш теле­фон, план­шет и ноут­бук — клиенты.

Сер­ве­ры — это тоже ком­пью­те­ры, но пред­на­зна­чен­ные для раз­да­чи инфор­ма­ции кли­ен­там. Внешне они обыч­но выгля­дят как метал­ли­че­ские ящи­ки, вкру­чен­ные в метал­ли­че­ские шка­фы: у них нет мони­то­ров и кла­ви­а­тур, зато внут­ри там огром­ные жёст­кие дис­ки, сот­ни гига­байт опе­ра­тив­ной памя­ти и мощ­ней­шие процессоры.

Внут­ри меж­ду кли­ен­та­ми и сер­ве­ра­ми нет прин­ци­пи­аль­ных раз­ли­чий. И то, и дру­гое — ком­пью­те­ры. Вы може­те уста­но­вить программу-сервер на свой рабо­чий ком­пью­тер и после неко­то­рой настрой­ки раз­да­вать с него сай­ты. Или може­те под покро­вом ночи про­ник­нуть в сер­вер­ную, под­клю­чить к сер­ве­ру мони­тор и кла­ви­а­ту­ру и поиг­рать в пасьянс на 32-ядерном процессоре.

Сер­ве­ром может рабо­тать почти любой ком­пью­тер. Вот несколь­ко идей:

Ваш ста­рый систем­ный блок, кото­рый пылит­ся в гара­же, мож­но пере­обо­ру­до­вать под фай­ло­вый сер­вер. На послед­ний мож­но будет ски­ды­вать семей­ные фото и делать резерв­ные копии важ­ных доку­мен­тов. Поста­ви­ли ком­пью­тер в кла­дов­ке, под­ве­ли к нему сете­вой про­вод, вклю­чи­ли и забыли.

На вашем рабо­чем ком­пью­те­ре может в фоно­вом режи­ме рабо­тать сер­вер для игры Counter-Strike. Дру­гие люди смо­гут спа­сать вир­ту­аль­ных залож­ни­ков и обез­вре­жи­вать вир­ту­аль­ные бом­бы, поль­зу­ясь мощ­но­стя­ми ваше­го компьютера.

Мож­но купить одно­плат­ный ком­пью­тер Raspberry Pi, под­клю­чить к нему Wi-Fi-антенну и бата­рею, и у вас будет кар­ман­ный сер­вер, кото­рый по ваше­му жела­нию может раз­да­вать фай­лы, пока­зы­вать сай­ты или управ­лять ботом в Telegram.

Мож­но на базе того же Raspberry Pi сде­лать сер­вер для умно­го дома. Он соби­ра­ет инфор­ма­цию со всех дат­чи­ков в квар­ти­ре, а вы под­клю­ча­е­тесь к нему через интер­нет и смот­ри­те, какая где тем­пе­ра­ту­ра, нет ли про­те­чек, что про­ис­хо­дит на камерах.

Как они связаны

Все пони­ма­ют, что в интер­не­те ком­пью­те­ры как-то свя­за­ны. Но как? Пред­ставь­те раз­ветв­лён­ную кор­не­вую систе­му дере­ва или кро­ве­нос­ную систе­му чело­ве­ка: есть боль­шие тол­стые арте­рии, от них отхо­дят сосу­ды, от них — более тон­кие сосу­ды, потом ещё и ещё, до тон­чай­ших капил­ля­ров. Похо­жим обра­зом устро­ен интернет.

Осно­ва интер­не­та — огром­ные маги­страль­ные кабе­ли, кото­рые лежат под зем­лёй и на дне оке­а­на: они соеди­ня­ют горо­да, стра­ны и кон­ти­нен­ты. Это тол­стые пуч­ки опто­во­лок­на, по кото­рым пере­да­ют­ся колос­саль­ные объ­ё­мы данных.

Одна из глав­ных угроз меж­ду­на­род­но­му интер­не­ту — аку­лы: они любят грызть маги­страль­ные под­вод­ные кабе­ли. Это не шут­ка. При­чи­ну учё­ные пока не зна­ют — то ли из-за излу­че­ния, то ли про­сто интересно. 

Огром­ные маги­страль­ные кабе­ли соеди­ня­ют боль­шие точ­ки обме­на дан­ны­ми: так назы­ва­е­мые экс­чейн­джи. Это орга­ни­за­ции, кото­рые отве­ча­ют за обмен тра­фи­ком меж­ду горо­да­ми, стра­на­ми и кон­ти­нен­та­ми. В Рос­сии око­ло 50 таких точек, в мире — поряд­ка 1 500.

В самом упро­щён­ном виде ваш интернет-провайдер полу­ча­ет доступ к бли­жай­ше­му экс­чейн­джу, что­бы иметь воз­мож­ность про­да­вать вам интер­нет. Пред­ставь­те, что от экс­чейн­джа про­кла­ды­ва­ет­ся тол­стый кабель к про­вай­де­ру. Кон­крет­но тол­стый кабель быва­ет не все­гда, но для наших целей такая мета­фо­ра подойдёт. 

Даль­ше обыч­но так: про­вай­дер про­кла­ды­ва­ет менее тол­стый кабель в ваш рай­он, ста­вит в каком-нибудь доме рас­пре­де­ли­тель­ный марш­ру­ти­за­тор. Из него про­во­да тянут­ся в сосед­ние дома. Обра­ти­те вни­ма­ние на про­во­да меж­ду угол­ка­ми двух сосед­них мно­го­эта­жек — чаще все­го это интернет.

Про­вод попа­да­ет в ваш дом. На кры­ше или в под­ва­ле ста­вит­ся марш­ру­ти­за­тор — это устрой­ство, кото­рое опре­де­ля­ет, куда какой сиг­нал отпра­вить. В марш­ру­ти­за­тор встав­ля­ет­ся про­вод, кото­рый тянет­ся непо­сред­ствен­но в вашу квар­ти­ру. Мастер под­клю­ча­ет про­вод к марш­ру­ти­за­то­ру в вашей квар­ти­ре — та серая или чёр­ная коро­боч­ка с огонь­ка­ми. Коро­боч­ка начи­на­ет раз­да­вать Wi-Fi, и ваш ком­пью­тер под­клю­ча­ет­ся к сети.

Есть и дру­гие спо­со­бы под­клю­чить­ся, но в общем виде это так: маги­страль → город­ская точ­ка → про­вай­дер → рай­он → дом → подъ­езд → вы. И вез­де кабе­ли. Интер­нет — это не вол­шеб­ное обла­ко с кон­тен­том, это огром­ная куча сер­ве­ров, марш­ру­ти­за­то­ров и кабе­лей, кото­рые опле­та­ют пла­не­ту. И в самом кон­це, как вишен­ка на тор­те, ваш бес­про­вод­ной роу­тер с Wi-Fi.

Допу­стим, вы захо­те­ли открыть глав­ную стра­ни­цу «Яндек­са». Вот как всё будет происходить.

Вы набра­ли в бра­у­зе­ре адрес yandex.ru. Опус­кая тех­ни­че­ские подроб­но­сти, ска­жем, что ваш бра­у­зер узнал, что сайт yandex.ru живёт на ком­пью­те­ре с адре­сом 77.88.55.80.

77.88.55.80 — это IP-адрес. Такой адрес есть у всех ком­пью­те­ров в интер­не­те, в том чис­ле у ваше­го. Ваш бра­у­зер гово­рит ком­пью­те­ру: «Сде­лай запрос на 77.88.55.80».

Ком­пью­тер упа­ко­вы­ва­ет этот запрос: ста­вит отмет­ку «от кого», «кому», фор­му­ли­ру­ет сам вопрос. Полу­ча­ет­ся такой пакет дан­ных. Он отправ­ля­ет этот пакет той коро­боч­ке, кото­рая сто­ит у вашей две­ри и мига­ет огоньками.

Роу­тер смот­рит, что за адрес. Он видит, что ника­ких ком­пью­те­ров с таким адре­сом к это­му роу­те­ру не под­клю­че­но, поэто­му пере­да­ёт запрос более стар­ше­му роу­те­ру — на кры­ше подъезда.

Роу­тер на кры­ше видит, что ника­ких ком­пью­те­ров с нуж­ным адре­сом к нему тоже не под­клю­че­но. Он отда­ёт запрос выше, на рай­он­ный роу­тер. Тот ещё выше, провайдеру.

У про­вай­де­ра на роу­те­ре напи­са­на чёт­кая инструк­ция, что если при­дёт запрос на адрес 77.88.55.80, нуж­но пере­дать его вон тому роу­те­ру. Он это дела­ет. Мы ока­зы­ва­ем­ся на маги­страль­ном кана­ле, кото­рый при­ве­дёт запрос в «Яндекс».

У «Яндек­са» тыся­чи сер­ве­ров, и один из них отве­ча­ет за глав­ную стра­ни­цу. Он полу­чил запрос через цепоч­ку роу­те­ров и теперь обрабатывает.

Про­грам­ма на сер­ве­ре «Яндек­са» гото­вит ответ на запрос. Она смот­рит, из како­го горо­да к нему обра­ща­ют­ся, и ком­по­ну­ет ново­сти для это­го горо­да. Опре­де­ля­ет, зна­ет ли она это­го поль­зо­ва­те­ля, и если зна­ет — пока­зы­ва­ет ему чис­ло непро­чи­тан­ных в поч­то­вом ящи­ке. Ещё она совер­ша­ет мно­же­ство неви­ди­мых дей­ствий, что­бы опти­ми­зи­ро­вать страницу.

Код ито­го­вой стра­ни­цы про­грам­ма паку­ет по малень­ким паке­там и отда­ёт на бли­жай­ший роу­тер. На каж­дом паке­те напи­сан обрат­ный адрес, с кото­ро­го изна­чаль­но при­шёл запрос. Роу­тер начи­на­ет искать, как бы доста­вить эти паке­ты обрат­но. Он отправ­ля­ет их на маги­страль, там роу­те­ры пере­да­ют эти паке­ты про­вай­де­ру, он их направ­ля­ет в нуж­ный рай­он, в рай­оне их отправ­ля­ют в дом, подъ­езд и, нако­нец, квартиру.

Паке­ты при­хо­дят в вашу коро­боч­ку у две­ри. Она нахо­дит, какой ком­пью­тер запра­ши­вал дан­ные из «Яндек­са», и отправ­ля­ет ему по бес­про­вод­ной свя­зи толь­ко что при­шед­шие пакеты.

Ваш ком­пью­тер полу­ча­ет паке­ты, рас­па­ко­вы­ва­ет их, соби­ра­ет цель­ный текст и рису­ет из это­го тек­ста страницу.

На весь путь из вашей квар­ти­ры до сер­ве­ра «Яндек­са» и обрат­но ушло мень­ше секун­ды, но в про­цес­се было задей­ство­ва­но не менее пяти­де­ся­ти машин — роу­те­ров и сер­ве­ров. Ваш запрос физи­че­ски про­пу­те­ше­ство­вал до сер­ве­ра «Яндек­са» и вер­нул­ся. У вас ощу­ще­ние, буд­то вы зашли в «Яндекс», но на самом деле «Яндекс» при­шёл в ваш дом.

Это толь­ко самые осно­вы. Даль­ше раз­бе­рём, что мож­но с эти­ми зна­ни­я­ми делать, как рабо­та­ют бло­ки­ров­ки интер­не­та и поче­му они на самом деле не рабо­та­ют, а глав­ное — как сде­лать соб­ствен­ный сайт, кото­рый будет рабо­тать не хуже «Яндек­са».

прокладка кабелей по дну океана

На фото изображен подводный кабель для передачи сигналов в линиях связи. Его диаметр составляет 69 мм и это совсем немного, если учесть тот факт, что через него проходит до 99% мирового трафика: телефонная связь, Интернет и так далее. Именно этот кабель «знает» ответ на вопрос, как устроен Интернет, поскольку позволяет пользователям виртуально попадать во все уголки мира, разве что, не считая Антарктиды. Длиной в миллионы километров кабель из волоконных световодов, передающий оптические сигналы, пересекает дно всех океанов.

Этот корабль под названием «CS Cable Innovator», построенный в 1995 году, предназначен для прокладки именно таких кабелей. Это крупнейшее судно в мире по своей специализации с 42 каютами для офицеров, 36 каютами для экипажа и двумя люкс-каютами.

Его возможности впечатляют: длиной в 145 м и шириной в 24 м корабль может транспортировать около 8,5 тысяч тонн кабеля и находиться в работе почти 1,5 месяца без дозаправки и техобслуживания, а в сопровождении специального корабля поддержки – до 3 месяцев беспрерывной работы.

Изначально сетевые кабели имели довольно простое соединение – от точки до точки. Да и скорость оставляла желать лучшего, всего 40 Гбит/сек. Сегодня же их закладка стала структурнее, со сложными разветвлениями по дну океана. А в 2012 году провайдерами был представлен канал для передачи данных в линии связи со скоростью 100 Гбит/сек. Его протяженность в 6000 километров занимает весь Атлантический океан.

Именно корабли наподобие «CS Cable Innovator» ежедневно работают над прокладкой кабелей, чтобы обеспечить мировое население Интернетом все с большей и большей скоростью передачи сигнала.

Перечень материалов из которых состоит подводный кабель:

1. верхняя оболочка – полиэтилен;
2. далее идет покрытие из майлара;
3. стальные провода с многожильной структурой;
4. водостойкая защита из алюминия;
5. оболочка из поликарбоната;
6. трубка из алюминия или меди;
7. вазелиновая смазка;
8. и, наконец, оптические волокна.

С момента появления этих технологий у многих неравнодушных к экологии периодически возникает вопрос, имеет ли какое-то негативное влияние волоконно-оптические каналы на флору и фауну подводного мира? Как показали исследования, проложенные за последнее время миллионы километров подводных кабелей, если и имеют какое-либо незначительное воздействие на морских жителей, то только на тех, кто обитает непосредственно в пределах дна.

На фото можно увидеть, как кабель (здесь его толщина всего 3,2 см), пересекающий шельф Half Moon Bay, спокойно «уживается» с глубинными обитателями. Теперь вы получили ответ на вопрос, как устроен Интернет в техническом плане.

А на следующем изображении показан непрерывный процесс укладки оптоволоконного кабеля по океаническому дну из точки A в точку B.

Также стоит отметить, когда запустили кабельное ТВ по подводным волокнам, были опасения излишней нагрузки на каналы, но они оказались напрасными. Общая напряженность работы увеличилась всего на 1%, а кабельное ТВ приобрело пропускную способность в 1Тб, что в сотню раз больше, чем выдают спутники. Если вы желаете стать владельцем такого межатлантического канала, вам придется раскошелиться на кругленькую сумму – от 200 до 500 млн долларов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Читайте также

Поделитесь в соцсетях:

Как работает Интернет — Изучение веб-разработки

Эта статья о том, что такое Интернет, и как он работает.

Интернет является основой сети (the Web), технической инфраструктурой, благодаря которой и существует Всемирная Паутина. По своей сути, интернет — очень большая сеть компьютеров, которые могут взаимодействовать друг с другом.

История интернета не до конца ясна. Проект по созданию интернета был начат в 60-х годах как исследовательский проект при поддержке министерства обороны США, но уже в 80-е годы вырос в сеть, которую поддерживали и развивали множество университетов и частных компаний. Технологии, лежащие в основе интернета, также продолжали развиваться со временем, но основной принцип работы не сильно изменился: Интернет — это способ подключить компьютеры в единую сеть и убедиться, что даже при серьезных сбоях, они все равно найдут способ связаться друг с другом.

Простая сеть

Когда нужно связать между собой два компьютера, вы должны связать их в сеть либо проводным (обычно с помощью Ethernet кабеля), либо беспроводным способом (например, с помощью WiFi или Bluetooth). Современные компьютеры поддерживают любой из этих способов связи.

Примечание: До конца этой статьи мы будем говорить только о физическом (проводном) способе подключения, но беспроводные сети работают аналогичным образом.

Таким способом Вы можете подключить более двух компьютеров, но с каждым новым это становится все сложнее. Если хочется подключить, скажем, 10 компьютеров, вам понадобится 45 кабелей и 9 сетевых плат в каждом компьютере!

Чтобы решить эту проблему, каждый компьютер в сети подключается к специальному маленькому компьютеру. Этот компьютер называют маршрутизатором. Маршрутизатор исполняет только одну роль: как сигнальщик на железной дороге он следит за тем, чтобы пакет, отправленный одним компьютером — источником — достиг пункта назначения. Чтобы отправить сообщение компьютеру B, компьютер A сначала должен отправить его маршрутизатору, который перенаправит его компьютеру B и проконтролирует, чтобы данные не попали компьютеру C.

С добавлением маршрутизатора наша сеть здорово упрощается: чтобы соединить 10 компьютеров нам требуется только 10 кабелей (каждый кабель соединяет маршрутизатор с одним из компьютеров).

Сеть сетей

Пока все нормально. Но что нам делать, если нужно объединить в сеть сотни, тысячи или миллиарды компьютеров? Конечно, один маршрутизатор не справится с этой задачей, но если вы внимательно читали, то помните, что маршрутизатор — это обычный компьютер, и ничто не мешает нам соединить друг с другом 2 маршрутизатора. Давайте сделаем это.

Подключая компьютеры к маршрутизатору, а затем — маршрутизатор к другому маршрутизатору, мы можем увеличивать нашу сеть до сколь угодно больших размеров.

Такая сеть уже очень похожа на то, что мы называем интернетом, но мы что-то упустили. Наша сеть построена для решения только наших задач. Но кроме нее есть и другие сети: наши друзья, соседи — кто угодно может создать свою сеть. Как же нам их объединить? Мы не можем протянуть кабели между нашим домом и всеми остальными сетями в мире. Чтобы решить эту проблему, мы можем воспользоваться уже существующими кабельными сетями. Ведь у нас дома уже есть кабели, например, электрические или телефонные. Телефонный провод уже соединяет ваш дом со всем остальным миром, так что он идеально подходит для решения нашей задачи. Чтобы подключить нашу сеть к глобальной сети с помощью телефонного провода, нам понадобится специальное оборудование, которое называется модем. Модем перекодирует информацию, поступающую из нашей сети в формат, который можно передавать через телефонную сеть, и наоборот, декодируют информацию из телефонной сети в формат, который распознают наши компьютеры.

Итак, мы подключились к телефонной сети. Следующий шаг — передать сообщение из нашей сети в сеть, с которой мы хотим связаться. Чтобы сделать это, мы должны подключить нашу сеть к провайдеру услуг интернета (Internet Service Provider (ISP)). Провайдер — компания, которая обслуживает специальные маршрутизаторы, которые не только подключены друг к другу (объединяют в единую сеть всех клиентов провайдера), но также связаны с маршрутизаторами других провайдеров. Таким образом, наше сообщение, пройдя транзитом через сеть нескольких провайдеров, достигнет сеть назначения. Интернет — это сеть сетей, которая объединяет в себе всю вышеперечисленную инфраструктуру.

Поиск компьютера

Чтобы послать сообщение какому-то компьютеру, необходимо как-то обратиться к нему, выделить среди других. Поэтому каждый компьютер, подключенный к сети, имеет свой уникальный адрес для связи: этот адрес называют IP-адресом (IP — сокращение для Internet Protocol, протокол интернета). В зависимости от версии протокола IP этот адрес может записываться по-разному. Самая широко используемая версия интернет-протокола — версия 4. Адреса IPv4 обычно записываются в виде четырёх чисел, разделенных точками, например: 192.168.2.10.

Такие адреса отлично подходят для компьютеров, но людям очень сложно их запоминать. Чтобы упростить себе жизнь, мы можем присвоить каждому IP-адресу псевдоним с понятным для человека именем. Такой псевдоним называют доменным именем. Например, google.com — доменное имя, которое является псевдонимом IP-адреса 173.194.121.32. Использование доменного имени — самый простой способ обратиться к компьютеру в интернете.

Интернет и веб

Как вы уже заметили, когда мы просматриваем Веб с помощью браузера, обычно мы используем доменное имя, чтобы обратиться к веб-сайту. Означает ли это, что Интернет и Веб — это одно и то же? Ответ не так прост. Мы уже знаем, что Интернет — это техническая основа, которая позволяет миллиардам компьютеров связываться друг с другом. Среди этих компьютеров есть небольшая группа (называемая веб-серверами), которые могут отправлять сообщения, распознаваемые браузерами. Интернет —  это инфраструктура, а Веб — это сервис, построенный на основе этой инфраструктуры. Стоит отметить, что кроме Веба есть и другие сервисы, построенные на базе Интернета. Например, электронная почта или IRC.

Передача данных в сети Интернет – Blog Imena.UA

Интернет (англ. Internet) – это глобальная (всемирная) сеть, множество независимых компьютерных сетей, соединенных между собой для обмена информацией по стандартным открытым протоколам передачи данных. Она используется для электронной связи и обмена информацией.

Передача данных в сети Интернет происходит посредством коммуникационных протоколов TCP / IP UDP / IP, определяют правила, по которым происходит общение между компьютерами разных типов.

Все услуги сети Интернет можно условно разделить на две категории: обмен информацией между абонентами сети и использование баз данных сети. Практически все услуги сети построены на принципе клиент-сервер. Соответственно, программное обеспечение сети также можно поделить на клиентское и серверное. При этом программное обеспечение сервера занимается предоставлением сетевых услуг, a клиентское программное обеспечение отвечает за передачу запросов серверу и получение ответов от него.

Интернет-портал (от англ. Portal «главный вход; ворота») (или портал, информационный портал) – сайт, предоставляющий пользователю Интернета различные интерактивные сервисы (Интернет-сервисы), работающих в рамках единого сайта.
Также порталы функционируют как точки доступа к информации в Интернете или сайты, которые помогают пользователям в поиске нужной информации через Интернет. Такие порталы представляют информацию из разных источников или тем объединенным способом и также называют навигационными сайтами.
Все порталы выполняют функции поиска, а также, предоставляют Интернет-сервисы, например: электронная почта, лента новостей и т. д.
Идея работы портала – создание или представления критической (крупнейшей) массы Интернет-сервисов, которыми бы можно было привлечь к себе такое количество пользователей-посетителей, которая будет постоянно пополняться и увеличиваться.

История

Интенсивному развитию порталов способствует ряд программных продуктов (портальные решения), позволяющие объединить в единое пространство информацию из разных источников. Такие решения связаны, в частности, с:
– технологией единого входа (Single Sign On), когда пользователь переходит из одного раздела портала в другой без повторной авторизации;
– организацией передачи данных между разными приложениями, задействованными пользователем в ходе работы на портале;
и т.д.

Сайт, Веб-сайт (англ. Site, Web-site) – совокупность веб-страниц, доступных в сети Интернет, которые объединены как по содержанию, так и навигационно. Физически сайт может размещаться как на одном, так и на нескольких серверах.
Сайтом также называют узел сети Интернет, компьютер, за которым закреплена уникальный IP-адрес, и вообще любой объект в Интернет, за которым закреплена адрес, который идентифицирует в сети (FTP-site, WWW-site т.п.). Набор связанных между собой информационных онлайновых ресурсов, предназначенных для просмотра через компьютерную сеть с помощью специальных программ – браузеров. Веб-узел может быть набором документов в электронном виде, онлайновой службой.

Динамическая веб-страница (англ. dynamic Web page) – веб-страница, содержание которой может изменяться.
В первоначальном варианте гипертекстовая навигация происходила между «статическим» документами. Однако со временем к веб-страниц были добавлены интерактивности, и такие страницы стали называть динамическими. Наполнение (контент) такой веб-страницы может заменяться в зависимости от определенных условий и / или действий.

Существует два пути для создания динамических страниц:
– Использование скриптов, выполняющихся в браузере пользователя (англ. client-side scripting) для изменения содержимого страницы в зависимости от определенных действий пользователя. Для изменения не требуется полного перезагрузки страницы;

– Использование программ, выполняемых на сервере (англ. server-side scripting) для изменения наполнения страницы, передается браузеру пользователя. Информация может изменяться в зависимости от данных, отправленных в HTML форме, параметров в URL, типа браузера, даты или времени суток и других условий.
Результат использования любой техники может быть описано как динамическую веб-страницу.
Страницы, построенные по первому варианту обычно используют скриптовые языки используемые для Dynamic HTML (DHTML) – JavaScript или ActionScript. Для добавления видео, звуков и графических эффектов может быть использовано технологию Flash.
Начиная с 2005 года начала приобретать популярность технология AJAX, позволяющая доставлять информацию с сервера без перезагрузки страницы.
Страницы, построенные по второму варианту могут использовать такие скриптовые языки как PHP, Perl, ASP, JSP и другие.

Поисковая система – онлайн-служба, которая предоставляет возможность поиска информации на сайтах в интернете, а также (возможно) в группах обсуждения и ftp-серверах.
Индексация в поисковых системах сайтов осуществляется поисковым роботом.
Основными критериями качества работы поисковой системы являются релевантность, полнота базы, учет морфологии языка.

Электронная почта

Электронная почта (англ. e-mail, или email, сокращение от electronic mail) – популярный сервис в интернете, что делает возможным обмен данными любого содержания (текстовые документы, аудио-видео файлы, архивы, программы).

Назначение и функции E-mail

Электронной почтой можно посылать не только текстовые сообщения, но и документы, графику, аудио-, видеофайлы, программы и т.д. Электронная почта очень полезна, если нет полноценного доступа (on-line) в Интернет. Через электронную почту можно получить услуги других сервисов сети.
Электронная почта – типичный сервис отложенного чтения (off-line). После отправки сообщения, как правило, в виде обычного текста, адресат получает его на свой компьютер через некоторый период времени, и знакомится с ним, когда ему будет удобно.
Электронная почта похожа на обычную почту, имея те же преимущества и недостатки. Обычное письмо состоит из конверта, на котором указан адрес получателя и стоят штампы почтовых отделений пути следования, и содержимого – собственно письма. Электронное письмо состоит из заголовков, содержащих служебную информацию (об авторе письма, получателя, пути следования письма), которые служат, условно говоря, конвертом, и собственно содержание самого письма. По аналогии с обычным письмом, соответствующим методом можно внести в письмо информацию какого-либо иного рода, например, фотографию и т.п. Как и обычном письме можно поставить свою подпись. Обычное письмо может не дойти до адресата или прийти с опозданием, – аналогично и электронное письмо. Обычное письмо довольно дешевый, а электронная почта – самый дешевый вид связи.
Итак, электронная почта повторяет достоинства (простоту, дешевизну, возможность пересылки нетекстовой информации, возможность подписать и зашифровать письмо) и недостатки (негарантированный время пересылки, возможность доступа для третьих лиц во время пересылки, неинтерактивность) обычной почты. Однако у них есть и существенные отличия. Стоимость пересылки обычной почты в значительной степени зависит от того, куда она должна быть доставлена, ее размера и типа. В электронной почты такой зависимости или нет, или она достаточно ощутимо. Электронное письмо можно шифровать и подписывать более надежнее и удобнее, чем письмо на бумаге – для последнего, собственно, вообще не существует общепринятых средств шифровки. Скорость доставки электронных писем гораздо выше, чем бумажных, и минимальное время прохождения несравнимо меньше.
Электронная почта – универсальный сервис: множество сетей во всем мире, построенных на совершенно разных принципах и протоколах, могут обмениваться электронными письмами с Internet, получая тем самым доступ к другим его ресурсов. Практически все сервисы Internet, которые используются как сервисы прямого доступа (on-line), имеют интерфейс к электронной почте. Так что пользователь, не имея доступа к информации, хранящейся в Internet в режиме on-line, может получать большую ее часть с помощью дешевой электронной почты.
Скорость доставки сообщений электронной почты зависит от того, каким образом она передается. Путь электронного письма между двумя машинами, непосредственно подключенными к Internet, занимает секунды, и при этом вероятность потери письма или его замены минимальна. С другой стороны, если пользователь использует для передачи данных технологии PTN (последовательной передачи файлов многими компьютерами по цепочке) и пересылаете письмо в какую-то экзотическую сеть, то письмо, во-первых, будет долго идти – дни или даже недели, во-вторых , будет больший шанс потеряться при обрыве связи во время передачи по цепочке, в-третьих, его могут подменить где-то на пути следования.

Функционирование электронной почты построена по принципу клиент-сервер, стандартном для большинства сетевых сервисов. Чтобы обмениваться корреспонденцией с почтовым сервером, нужно иметь специальную программу-клиент. Существует много различных программ-клиентов электронной почты, которые могут отличаться отдельными функциями, возможностями и интерфейсом, в том числе и такие, которые работают на сервере в режиме on-line). Однако общие функции в большинстве пакетов одинаковы. К ним можно отнести:
– подготовка текста;
– импорт файлов-приложений;
– отправка письма;
– просмотр и сохранение корреспонденции;
– уничтожения корреспонденции;
– подготовка ответа;
– комментирование и пересылка информации;
– экспорт файлов-приложений.

Оптическое волокно и оптоволоконный интернет. Что это и как подключить?

Оптоволокно — наиболее быстрая на сегодняшний день технология передачи информации в сети интернет. Структура оптического кабеля отличается определёнными особенностями: такой провод состоит из маленьких очень тонких проводков, ограждённых специальным покрытием, которое отделяет один проводок от другого.

По каждому проводку передаётся свет, который передаёт данные. Оптический кабель способен передавать одновременно данные, кроме интернет-соединения, также телевидения и стационарного телефона.

Потому оптоволоконная сеть позволяет пользователю совмещать все 3 услуги одного провайдера, подключая роутер, ПК, телевизор и телефон к единому кабелю.

Другое название оптоволоконного подключения — фиброоптическая связь. Такая связь даёт возможность передавать данные при помощи лазерных лучей на расстояния, измеряемые сотнями километров.

Оптический кабель состоит из мельчайших волокон, диаметр которых составляет тысячные доли сантиметра. Эти волокна передают оптические лучи, которые переносят данные, проходя через сердечник каждого волокна, состоящий из кремния.

Оптические волокна дают возможность установить соединение не только между городами, но и между странами и континентами. Связь по интернету между разными материками поддерживается через оптоволоконные кабели, проложенные по океанскому дну.

Оптоволоконный интернет

Благодаря оптическому кабелю можно настраивать высокоскоростное интернет-соединение, которое играет огромную роль в сегодняшнем мире. Оптоволоконный провод является самой прогрессивной технологией передачи данных по сети.

Плюсы оптического кабеля:

• Долговечность, высокая пропускная способность, способствующая быстрой передаче данных.
• Безопасность передачи данных — оптоволокно даёт возможность программам моментально обнаруживать несанкционированный доступ к данным, поэтому доступ к ним для злоумышленников почти исключён.
• Высокая защищённость от помех, хорошее подавление шума.
• Особенности строения оптического кабеля делают скорость передачи данных через него в несколько раз выше, чем скорость передачи данных через коаксиальный кабель. Прежде всего это относится к видеофайлам и аудиофайлам.
• При подключении оптоволокна можно организовать систему, реализующую некоторые дополнительные опции, например, видеонаблюдение.

Однако самым главным достоинством оптоволоконного кабеля является его способность установить соединение объектов, удалённых друг от друга на огромное расстояние. Это возможно благодаря тому, что у оптического кабеля отсутствуют ограничения по длине каналов.

Подключение интернета с помощью оптоволокна

Самый распространённый в РФ интернет, сеть которого функционирует на основе оптоволокна, предоставляется провайдером Ростелеком. Как подключить оптоволоконный интернет?

Сначала следует просто убедиться в том, что оптический кабель подведён к дому. Затем нужно заказать подключение к интернету у провайдера. Последний должен сообщить данные, обеспечивающие подключение. Потом нужно выполнить настройку оборудования.

Она осуществляется так:

• После проведения оптоволокна и подключения оборудования, обеспечивающего работу в оптических пассивных сетях, сотрудниками фирмы-провайдера, вся последующая настройка выполняется самостоятельно.
• Прежде всего устанавливаются жёлтый кабель и розетка так, как изображено на рисунке ниже.
• Можно иметь собственный Wi-Fi роутер, не обязательно приобретать маршрутизатор от Ростелекома. К Wi-Fi подключают оптоволоконный кабель, оптический терминал и основной шнур, посредством которого происходит подключение роутера к оптической розетке.
• Нужно выбрать для установки всего оборудования как можно более вентилируемое место. Монтажнику из компании-провайдера следует указать, где именно нужно установить элементы сети.

Терминал оборудован специальным гнездом, позволяющим соединяться с компьютером и соединять роутер с интернетом.

Кроме того, терминал имеет 2 дополнительных гнезда, позволяющих подключить к оптоволоконному соединению аналоговый домашний телефон, а также ещё несколько гнёзд предусмотрены для подключения телевидения.

Кровеносная система мирового интернета / Блог компании Rootwelt / Хабр

Инфографика TeleGeography

Google запускает рой воздушных шариков в стратосферу, а Facebook — армию беспилотников на солнечных батареях. Но это лишь маленькие игрушки гиков, которые мечтают покрыть связью всю планету. Их амбициозные сервисы станут крохотным дополнением к мощной базовой инфраструктуре Всемирной сети — разветвлённой сети наземных и подводных магистральных каналов. Вот где настоящая кровеносная система современной цивилизации. Именно здесь бьётся её пульс.

Крупнейшие хабы

На физическом уровне интернет представляет сеть хабов (точек обмена трафиком), связанных магистральными каналами. В точках обмена трафиком концентрируется не только трафик, но и сетевая инфраструктура (дата-центры, хостинг и т.д). Крупнейшие точки обмена находятся во Франкфурте, Амстердаме, Лондоне и Париже. В каком-то смысле эти города можно считать столицами мирового интернета. По крайней мере, точно крупнейшими сетевыми узлами, вместе с Нью-Йорком, который тоже входит в пятёрку основных хабов.

В списке крупнейших точек обмена трафиком в мире лидируют DE-CIX (пиковая пропускная способность 5178 Гбит/с), AMS-IX (4270 Гбит/с). Российская MSK-IX находится на 5-м месте (2135 Гбит/с).

Совокупная пропускная всех международных каналов связи составляет 180 Тбит/с (на 2015 год).

По количеству международных каналов Европа долгое время была абсолютным лидером, превосходя любой другой континент. Но сейчас примерно столько же у Северной Америки (читай — у США), далее Азия, Южная Америка и Африка. Ещё десятилетие назад более половины международных каналов связи на планете приземлялись в Европе. Сейчас уже меньше половины, но Европа всё равно остаётся ключевым узлом в глобальной Сети.

Европейский узел отличается от остальных континентов ещё одной деталью: около 70% международного трафика перемещается между городами внутри континента. Для сравнения, у Южной Америки и Африки прямо противоположная картина: 80% каналов уходят к другим континентам, Кстати, 60% внешних каналов Южной Америки подключены к одному зарубежному городу: Майами. Так что если в Майами случится блэкаут, из интернета частично выпадет Южная Америка.

Почти все каналы связи между континентами прокладываются по дну океана.

Подводные бэкбоны

Подводный интернет — наверное, самая интересная (и секретная) часть мировой сетевой инфраструктуры. Секретная, потому что просто так вы не найдёте точную карту прокладки конкретного кабеля. Россия и некоторые другие страны держат эту информацию в секрете, и на то есть веские причины (см. статьи на Хабре «Подводная лодка USS Jimmy Carter, её специальные задачи», «Скрытное подсоединие к оптоволокну: методы и предосторожности»). От постороннего подключения не защищён ни один кабель, где бы он не находился.

Карта подводных кабелей 2016 года

По данным на 2014 год, по дну океана проложено 285 кабелей связи, из них 22 не использовались, это так называемые «тёмные кабели» («тёмное оптоловокно») — такие неиспользуемые кабели в большом количестве есть и на суше. Например, та же компания Google скупает тёмное оптоволокно для связи между дата-центрами. Когда по тёмному оптоволокну пускают сигнал, говорят, что его «зажгли», как лампу.

Расчётный срок службы оптоволокна составляет 25 лет — это чисто теоретическая величина. Предполагается, что в течение такого времени коммерческая эксплуатация канала будет иметь смысл. Соответственно, исходя из такого срока экономисты рассчитывают окупаемость инвестиций. Например, для компании Google выгоднее проложить собственный кабель через Тихий океан, чем 25 лет арендовать чужой.

По мере роста трафика в интернете (он растёт примерно на 37% в год) операторы производят апгрейд оптоволокна — «уплотняют» его, чтобы передавать данные одновременно в нескольких спектральных каналах за счёт спектрального уплотнения. Кроме того, внедряются более эффективные техники фазовой модуляции и устанавливается более современное оконечное оборудование. Соответственно, пропускная способность магистрального канала увеличивается пропорционально полосе частот, на которых передаются данные.

Хорошей иллюстрацией является трансатлантическая информационная магистраль. В 2003-2014 годы здесь не было проложено ни одного (!) нового кабеля, зато пропускная способность действующих каналов увеличилась в 2,4 раза исключительно за счёт уплотнения каналов и апгрейда оборудования. И у этих кабелей ещё остался большой запас на будущее.

Увеличение пропускной способности трансатлантических каналов связи в 2003-2014 годы

Прокладка нового кабеля и ввод его в эксплуатацию — длительная процедура, которая продолжается несколько лет, и довольно дорогостоящая, поэтому несколько корпораций обычно сообща финансируют такие проекты, а потом делят между собой оптоволоконные пары в кабеле. Например, 29 июня 2016 года компания Google с партнёрами (China Mobile International, China Telecom Global, Global Transit, KDDI, Singtel) объявили о вводе в эксплуатацию крупнейшего подводного кабеля в мире — транстихоокеанского кабеля FASTER на 60 Тбит/с. Кабель длиной 9000 км связал Японию и США (здесь Япония выполняет роль хаба между США и Китаем).

FASTER

Этот конкретный кабель состоит из 6 оптоволоконных пар. Каждая пара способна передавать сигнал в 100 диапазонах длины волны по 100 Гбит/с на каждую длину (10 Тбит/с на каждую оптоволоконную пару). Это соответствует 60 Тбит/с максимальной пропускной способности для каждого кабеля — это не теоретическая, а реальная максимальная пропускная способность, продемонстрированная в тестах.

Но в первое время пропускная способность даже близко не приблизится к этому пределу. На первом этапе будут задействованы всего лишь от 2 до 10 каналов, то есть 2-10% максимальной пропускной способности кабеля. В течение 25-летнего срока эксплуатации Google с партнёрами будут постепенно увеличивать его пропускную способность, по мере необходимости.

Google принадлежит один или два из шести оптоволоконных пар в кабеле, точная информация держится в секрете. Хотя стоимость прокладки магистрали FASTER составила $300 млн, для интернет-компании это действительно дешевле, чем арендовать такие же каналы у других. Кроме того, так Google получает больший контроль над линиями связи, которые связывают её дата-центры.

Кстати, Microsoft и Facebook по примеру Google сейчас тоже формируют консорциум для прокладки своего трансатлантического кабеля MAREA.

Сети в Европе

Если магистральные каналы связи сравнить с кровеносной системой современной цивилизации, то Европа — её сердце.

Карта магистральных каналов в Европе с каждым годом немного изменяется. Между крупнейшими узлами сети иногда прокладываются новые каналы с большей пропускной способностью и/или меньшей задержкой (то есть по более оптимальному маршруту). В некоторых случаях каналы могут вообще «пропадать», то есть их перестают использовать, если оператор по какой-то причине решит перенаправить линк от одного города к другому. В начале 2000-х крупнейшим международным каналом связи в мире был трансатлантический маршрут Нью-Йорк–Лондон, но в 2009 году проложили более толстый канал Амстердам–Лондон, а затем и этот рекорд был побит новым «чемпионом» — трассой Франкфурт–Париж.

Примерно в это время сформировалась окончательная структура сетевых магистралей в Европе с четырьмя крупнейшими в мире точками обмена трафиком.

1. Франкфурт
2. Лондон
3. Париж
4. Амстердам

По мировой статистике, всего лишь около 25% самых популярных сайтов каждой страны размещаются у себя на родине (в среднем). Доля национального хостинга заметно выше в Китае, Иране, Турции и России, по понятным причинам.

Физическое местоположение серверов 100 самых популярных сайтов в некоторых странах, апрель 2015 год. Источник: TeleGeography

Связь с Россией

С точки зрения надёжности оптимально размещение сервера возле крупнейшей точки обмена трафиком, которая связывает Россию с мировым интернетом.

России в каком-то смысле повезло. Рядом с российским сегментом интернета располагаются крупнейшие в мире сетевые хабы. Самая близкая географически и, по стечению обстоятельствам, самая крупная в мире из точек обмена трафиком — DE-CIX во Франкфурте. Сюда подключены три крупнейших российских оператора обмена трафиком MSK-IX (2 Тбита/с), Data-IX (2 Тбита/с), W-IX (1 Тбит/с), со средней нагрузкой 3,2 Гбита/с.

На карте магистральных сетей «Ростелекома» и карте международного магистрального оператора RETN показано, по каким каналам российский сегмент подключается к крупнейшим мировым точкам обмена. Обозначена и новая быстрая линия «Ростелекома» из Москвы во Франкфурт.

Карта магистральных сетей «Ростелекома»

Карта магистральных сетей RETN

Для обмена трафиком операторы могут заключать соглашения друг с другом или выбрать более продвинутый пиринг вроде W-IX. Эта система работает внутри одного города на втором уровне, и связь между участниками осуществляется, как и в любом другом пиринге, напрямую. В то же время, через роут-сервер осуществляется связь со всеми другими точками обмена трафиком, в которых W-IX является участником.

W-IX

W-IX имеет свои международные каналы между крупнейшими точками обмена трафиком.

W-IX

Эксперты отмечают, что в последние годы наметилась некоторая тенденция к локализации трафика, когда серверы размещают внутри национальных границ той страны, где находится основная аудитория. В пользу локализации играет распространение CDN-сервисов и меры информационной безопасности, связанные с угрозой утечек конфиденциальной информации. Сейчас не только Россия, но и другие страны рассматривают законы, обязывающие хранить конфиденциальную информацию (в том числе финансового и медицинского характера) только внутри страны.

К счастью, требования локализации затрагивают только ограниченное количество веб-сайтов, так что интернет-компании по-прежнему могут выбрать место хостинга исходя из собственных потребностей. Размещение серверов рядом с глобальными сетевыми хабами делает серверы доступнее для глобальной аудитории и выходит гораздо дешевле, потому что вокруг хабов концентрируется вся соответствующая сетевая инфраструктура, в том числе дата-центры и хостинг-провайдеры.

Как подключен Интернет? [Инфографика]

Интернет — одно из самых невероятных изобретений, созданных человечеством. То, что начиналось как небольшая сеть соседних компьютерных серверов, обменивающихся информацией, превратилось в всемирное явление, которое изменило наш образ жизни.

На данном этапе истории человечества Интернет — это коммуникация в лучшем виде. Он имеет возможность отправлять и доставлять данные на одно устройство со скоростью 2 ГБ в секунду.

Интернет — как все это работает? И не только языки программирования или машины. Как устроен Интернет физически? Что делает его «Интернетом»?

Интересно, что «Интернет» — это не единый объект. Это огромное количество устройств, подключений и кабелей, которые постоянно запрашивают, передают и получают данные.

По состоянию на 2015 год Интернетом пользуются около 3,2 миллиарда человек. Это почти половина населения планеты. Чтобы выдержать вес 3,2 миллиарда людей, нуждающихся в данных, Интернет должен использовать прочную, надежную и оптимизированную систему передачи данных.

Как данные перемещаются через Интернет

Всякий раз, когда вы передаете данные через Интернет, эта информация не может быть куда-то отправлена ​​. Вместо этого его нужно разбить, направить и собрать заново.

Допустим, вы разговариваете с другом в программе обмена мгновенными сообщениями. Вы и ваш друг взаимодействуете с самим приложением и видите результаты передачи данных.

Но за полсекунды, которые требуется, чтобы доставить сообщение другу, за кулисами происходит , и многое другое.

Во-первых, данные, которые вы отправляете, разбиваются на «пакеты» или небольшие файлы данных, которые перемещаются примерно на две трети скорости света, или 122 946 миль в секунду.

(Это не означает, что данные передаются так быстро — пропускная способность, трафик и другие факторы могут увеличить задержку. Пропускная способность — это количество данных, которые могут перемещаться по кабелю, трафик — это количество других пакетов данных, перемещающихся по кабелю и т. Д. .)

Затем ваш маршрутизатор использует протокол управления передачей (TCP) для направления ваших пакетов к месту назначения.Но есть одна проблема — TCP не может на самом деле отправлять пакетов. Он может написать адрес на конверте, но не может доставить конверт.

Вот почему ваш модем использует Интернет-протокол (IP) для отправки ваших пакетов.

Другими словами, если TCP и IP работают в офисном здании, TCP будет сортировать почту в комнате доставки, а IP доставляет ее по всему зданию.

Когда эти два протокола работают вместе, ваши пакеты, наконец, могут проходить через Интернет.

После модема пакеты идут к вашему местному провайдеру, который направляет их вашему провайдеру дальней связи. Затем ваши пакеты проходят через протокол пограничного шлюза в набор огромных узлов обмена данными (о которых мы поговорим позже).

Затем пакеты отправляются провайдеру дальней связи пункта назначения и местному интернет-провайдеру. Ваши пакеты также проходят через модем и маршрутизатор места назначения перед повторной сборкой.

После повторной сборки информация, которую вы отправили, наконец, поступает на устройство назначения, и ваш друг может видеть ваше сообщение.

Это не совсем тот маршрут, по которому ваши данные проходят каждый раз при использовании Интернета — это всего лишь одна из бесчисленных других возможностей.

Дело в том, что независимо от того, как быстро вы видите информацию в Интернете, у этих данных есть путь длинных .

Интернет-система доменных имен (DNS)

Система доменных имен (DNS) Интернета — это способ, которым практически каждый перемещается в Интернете. DNS связывает IP-адреса с определенными именами. Это позволит вам набрать «webfx.com », чтобы найти наш веб-сайт вместо 104. 27.151.227.

(И мы можем быть предвзятыми, но мы думаем, что «WebFX» немного легче запомнить, чем 104.27.151.227.)

Но для работы DNS нужна своя собственная инфраструктура — она ​​не может существовать только , потому что мы хотим использовать доменные имена.

В результате DNS имеет сотни различных серверов, которые расширяют возможности доменов мира. Эти серверы неравномерно разделены на 13 «зональных центров», которые обслуживают глобальный, локальный трафик, трафик IPv4 и / или IPv6.

Глобальный трафик предназначен для запросов, требующих данных с большого расстояния. Местный трафик для запросов поблизости.

Серверы, использующие IPv4, обслуживают веб-сайты «текущего поколения», которые были зарегистрированы до появления IPv6. IPv6 — это «следующее поколение» IP-адресов веб-сайтов, которое позволяет использовать больше числовых комбинаций и, как следствие, больше веб-сайтов.

(IPv6 был создан исключительно для обслуживания растущего числа веб-сайтов в Интернете.)

Но кому вообще принадлежат эти 13 «зональных властей»? Какие люди или организации отвечают за передачу данных в Интернете?

Во-первых, это VeriSign, Inc.VeriSign — это компания, объединяющая доменное имя и интернет-безопасность, базирующаяся в Вирджинии. Это единственная организация, которая владеет двухзонными полномочиями , но им не принадлежит большинство серверов.

Во-вторых, это Институт информационных наук Университета Южной Калифорнии (ISI). USC находится в Лос-Анджелесе и владеет наименьшим количеством серверов.

Cogent Communications владеет восемью офисами по всему миру. Компания Cogent, базирующаяся в Вашингтоне, округ Колумбия, работает исключительно с серверами IPv6, как и предыдущие два владельца.

Далее, Университет Мэриленда владеет почти 100 различными серверными локациями по всему миру из своей штаб-квартиры в Колледж-Парке. Они также обслуживают веб-сайты IPv4 и объединяют глобальный / локальный трафик.

Исследовательский центр Эймса НАСА также владеет несколькими серверами, которые обслуживают глобальный / локальный трафик и веб-сайты IPv4 исключительно . Исследовательский центр Эймса находится в Моффетт Филд, Калифорния.

Консорциум Интернет-систем в Редвуд-Сити, Калифорния, является первой некоммерческой организацией в этом списке, и ему принадлежит 58 местоположений DNS-серверов, которые обслуживают глобальные / локальные серверы и веб-сайты IPv4 / IPv6.ISC частично отвечает за инфраструктуру Интернета в целом, и это практически все, что они делают изо дня в день.

Кроме того, Сетевой информационный центр Министерства обороны США владеет шестью филиалами, обслуживающими только веб-сайты IPv4. Интересно, что Министерство обороны и НАСА являются единственными двумя владельцами полномочий зоны DNS, которые обслуживают только IPv4, в то время как владельцы частного сектора, по крайней мере, обслуживают как IPv4, так и IPv6.

Подобно Министерству обороны, Исследовательская лаборатория армии США в Адельфи, штат Мэриленд, владеет двумя серверами, обслуживающими только IPv6.

Возвращаясь к частному сектору, Netnod — это независимая некоммерческая организация, поддерживающая инфраструктуру Интернета, аналогичную ISC. Штаб-квартира Netnod также находится в Стокгольме, Швеция, что делает ее первой неамериканской организацией в этом списке.

Продолжая сотрудничество с международными организациями, Центр координации сети Reseaux IP Europeens контролирует около трех десятков серверов, которые обслуживают глобальные, локальные, IPv4 и IPv6. RIPE NCC действует как регистрационная организация в Интернете для Европы, Ближнего Востока и некоторых стран Центральной Азии с офисами в Амстердаме и Дубае.Они также зарегистрированы как некоммерческие.

Возвращаясь в Америку, Интернет-корпорация по присвоению имен и номеров — это некоммерческая организация, которая также поддерживает инфраструктуру Интернета. Им принадлежит большинство серверов (144), и члены их организации могут обновлять и изменять DNS в соответствии со строгой политикой «держателя ключей».

Наконец, проект широко интегрированной распределенной среды является основной частью японской инфраструктуры Интернета.Это последняя организация в этом списке, она контролирует семь серверов по всему миру.

Но это всего лишь серверы и локации серверов. Чтобы функционировать как Интернет, им нужно действительно подключиться.

Первый шаг в этом — проложить километры оптоволоконных кабелей.

Кабели, соединяющие мир

Все эти серверы должны быть подключены для работы Интернета. А поскольку Земля состоит в основном из воды, это приводит к проблеме как .

За последние несколько десятилетий мы — все вместе, как человечество — проложили более полумиллиона миль кабеля по всему Мировому океану.

Эти кабели огромны, и они отвечают за международную передачу данных.

Итак, если вы находитесь в Квебеке и читаете веб-сайт, базирующийся в Йоханнесбурге, то это потому, что дно океана протянуто этими толстыми и тяжелыми тросами.

Внутри этих кабелей есть оптоволокно, которое отвечает за передачу фактических данных.Но волокна составляют лишь фракции толщины «подводного коммуникационного кабеля».

Остальные кабели сделаны из защитных материалов, как показано на этой диаграмме, любезно предоставленной Wikimedia Commons.

Слои:

1. Полиэтилен
2. Майларовая лента
3. Многопроволочная стальная проволока
4. Алюминиевый водный барьер
5. Поликарбонат
6. Медные или алюминиевые трубки
7. Вазелин
8. Оптоволокно

Может показаться излишним связывать тонкую связку оптических волокон вместе с таким большим количеством другого материала, но эти кабели находятся под водой.Это означает, что они должны быть защищены от регулярной деградации, невероятно высокого давления и большого количества животных (среди прочего).

Но в какой-то момент карта выше устареет. Организации, ответственные за эти кабели, постоянно ремонтируют их и прокладывают новые, каждый год объединяя мир с более высокими скоростями Интернета.

И чем больше будет проложено кабелей, тем больше людей в мире найдет эти кабели на своих пляжах.

На момент публикации в Соединенных Штатах проживает больше кабелей, чем в любой другой стране мира, особенно с учетом негосударственных территорий.

Карта кабелей США

Всего на берегах Соединенных Штатов 101 кабель. Это больше, чем в два раза в любой другой стране.

Многие из этих кабелей соединяют малонаселенные районы, такие как южные части Аляски или островные территории. Но они также соединяют атлантическое и тихоокеанское побережья континентальной части США, которые являются самыми густонаселенными районами страны.

Вот почему так много кабелей проложено на восточном побережье, прямо возле (или на) границ Нью-Йорка.

California имеет веревку кабелей, которые также соединены вдоль берегов Калифорнии.

Все это имеет смысл, если посмотреть на скорости Интернета, доступные в этих регионах. Калифорния имеет доступ к скорости 2 ГБ / с, а такие регионы, как Делавэр и Массачусетс, могут получить скорость 1 ГБ / с.

Это может не обязательно быть , потому что есть подводные кабели связи в этих штатах или рядом с ними, но это, по крайней мере, интересная корреляция.

Но что еще интереснее, так это точки, которые соединяются этими кабелями.

Мировые точки обмена интернет-трафиком

Пункты обмена данными в Интернете — это крупные центры данных, которые обрабатывают и направляют пакеты информации. В любую секунду они перемещают гигабитные данные, передавая их по всему миру с высочайшей точностью.

И хотя на приведенной выше карте показаны только 10 стран с наибольшим количеством IEP, есть сотни других, разбросанных по всему миру в Австралии, Японии и других регионах.

Тем не менее, Соединенные Штаты контролируют более чем в два раза больше IEP, чем любая другая страна.Фактически, понадобились Бразилия, Россия и Франция вместе взятые — следующие три страны в списке — чтобы превзойти США по количеству IEP.

Но это не значит, что в США самое быстрое интернет-соединение в мире. Это различие принадлежит Южной Корее (настольные компьютеры) и Вьетнаму (мобильные устройства).

Крупнейшие группы IEP в мире

IEP собираются в группы, которые обрабатывают мировые данные Интернета. Эти группы действуют под одним названием, но могут иметь представительства по всему миру.

Например, DE-CIX имеет представительства во Франкфурте, Гамбурге, Мюнхене, Нью-Йорке, Дубае, Палермо, Стамбуле и Далласе.

Аналогичным образом, LINX имеет филиалы в Лондоне, Эдинбурге и Северной Вирджинии.

Кроме того, NL-ix имеет представительства в десятках городов по всему миру.

Тем не менее, некоторые группы IEP включают города в одной конкретной стране. IX.br состоит только из городов Бразилии.

Остальные — региональные. MSK-IX и DATA-IX включают города только в Восточной Европе.А AMS-IX включает только города в Западной Европе.

Итак, эти точки разбросаны по всему миру, иногда сгруппированные по географическому признаку, а иногда почти случайно.

Но без них у нас не было бы инфраструктуры для использования Интернета.

IEP — это причины, по которым вы можете просматривать веб-сайты, играть в игры, проверять электронную почту и делать все остальное в Интернете. Без них Интернет просто не мог бы существовать.

Однако это только в настоящем.Будущее Интернета может выглядеть намного иначе, иначе.

Будущее структуры Интернета

Как и все технологии, Интернет постоянно развивается. Он улучшается с каждым годом, хотя улучшения могут быть незначительными.

В то же время Интернет существует достаточно давно, и некоторые люди считают, что пора перейти на новый уровень.

Вот почему некоторые из крупнейших технологических компаний на Земле делают удар по Интернету 2.0.

Google’s Project Loon

Google Project Loon — это всемирная инициатива, возглавляемая Google X. Его конечная цель — предоставить «Интернет на воздушном шаре для всех» в мире.

Google планирует сделать это, создав алгоритм, предсказывающий движение ветра в стратосфере.

В стратосфере ветры накладываются друг на друга, имея разные скорости и направления. Поэтому, если Google хочет переместить воздушный шар куда-нибудь, чтобы получить доступ к Интернету, они могут сказать ему двигаться вверх или вниз, а естественные ветры на планете позаботятся обо всем остальном.

Даже для Google это довольно амбициозно.Давление воздуха в стратосфере составляет 1% от давления на уровне моря, и здесь практически нет защиты от солнечного ультрафиолетового излучения. Кроме того, температура может опускаться до -112 градусов.

Но, с другой стороны, стратосфера достаточно высока, чтобы держать воздушные шары подальше от дикой природы, самолетов и даже погоды.

Согласно веб-сайту Project Loon, Google планирует, чтобы каждый воздушный шар «прожил» около 100 дней в стратосфере, прежде чем совершить управляемый спуск обратно на поверхность.

Под воздушным шаром пара солнечных панелей будет собирать энергию для питания небольшого электронного ящика, в который входит аккумулятор, обеспечивающий питание воздушных шаров в ночное время.

Другая электроника включает печатные платы, антенны и другие необходимые средства связи. Воздушные шары Google поделятся пропускной способностью сотовой связи с поставщиками телефонных услуг, чтобы люди могли выходить в Интернет на устройствах с поддержкой LTE, как если бы вы использовали тарифный план для телефона.

Компания Google уже протестировала свою инициативу Loon на Южном острове Новой Зеландии, и в целом она увенчалась успехом.В ближайшие годы испытания расширяются, без какой-либо конкретной даты ввода в эксплуатацию.

Дроны Aquila от Facebook

Программа Facebook Aquila названа в честь латинского слова «орел» — одной из самых больших птиц в мире.

И когда вы видите дронов, становится понятно, почему они выбрали такое название. Размах их крыльев составляет почти 50 ярдов. Это половина футбольного поля роботов.

Конечная цель

Facebook для своих дронов Aquila — наладить партнерские отношения с поставщиками интернет-услуг, чтобы предложить подключение к Интернету людям в сельской местности.

Дрон действует как посредник для сигналов интернет-провайдеров и устройств пользователей. Это позволяет интернет-провайдерам достигать областей, которые в противном случае недоступны для проводов связи.

Неизвестно, сколько будет стоить эта услуга или насколько быстрым будет доступ в Интернет, но это шаг к всемирному Интернету.

Спутники SpaceX

SpaceX также пытается подключить мир к Интернету с помощью спутников, которые могут предоставлять быстрые и доступные Интернет-услуги в развивающихся или отдаленных регионах.

На данный момент мало что известно о спутниках SpaceX, но их испытания должны начаться в этом году. Имея это в виду, мы, вероятно, узнаем больше, когда они что-то выведут на орбиту, в том числе о том, работает ли это.

Спутники OneWeb

OneWeb, вероятно, является компанией, которая больше всех продвинулась в реализации своих интернет-планов следующего поколения.

Доктор Пол Э. Джейкобс из Qualcomm Incorporated возглавляет OneWeb с обширным советом директоров, в который входят Ричард Брэнсон из Virgin и Томас Эндерс из Airbus.

OneWeb стремится обеспечить надежный доступ в Интернет в местах, где происходят стихийные бедствия и другие чрезвычайные ситуации. Они также хотят соединить сельские и слаборазвитые районы, а , может быть, даже передавать широкополосный Интернет в самолеты в полете.

«Созвездие» спутников OneWeb будет состоять из небольших, дешевых и простых в производстве микроспутников — по крайней мере, по сравнению с обычными спутниками.

Идея состоит в том, что в воздухе будет одновременно находиться столько спутников, что весь мир будет иметь доступ в Интернет.Благодаря широкому кругу крупных инвесторов, таких как Coca-Cola, Virgin, Airbus, Hughes и Qualcomm, OneWeb также имеет достаточно капитала для достижения своих целей.

OneWeb настолько продвинут и уверен в своих возможностях, что, по их оценкам, сможет предлагать услуги — не тестирование, а полноценные интернет-услуги — начиная с 2019 года.

Интернет и вы

Мы не могли бы просто собрать что-то вместе, не изучив сначала. Если вы хотите увидеть наши данные из первых рук, вы можете проверить их здесь.

Вас интересует все, что связано с Интернетом? Узнайте, в какой стране самый быстрый доступ в Интернет в мире!

Как работает Интернет ?. TL; DR: маршрутизаторы, перемещающие пакеты согласно… | Стивен Ли

TL; DR: маршрутизаторы, перемещающие пакеты согласно различным протоколам

Визуализация Интернета. Источник: www.neondystopia.com

Как работает Интернет?

Интернет работает через сеть с маршрутизацией пакетов в соответствии с протоколом Интернета (IP) , протоколом управления передачей (TCP) и другими протоколами.

Что такое протокол?

Протокол — это набор правил, определяющих, как компьютеры должны взаимодействовать друг с другом по сети. Например, протокол Transport Control Protocol имеет правило, согласно которому, если один компьютер отправляет данные на другой компьютер, конечный компьютер должен сообщить исходному компьютеру, если какие-либо данные отсутствуют, чтобы исходный компьютер мог повторно отправить их. Или протокол Internet Protocol , который определяет, как компьютеры должны маршрутизировать информацию на другие компьютеры, добавляя адреса к отправляемым данным.

Что такое пакет?

Данные, отправляемые через Интернет, называются сообщением . Перед отправкой сообщения оно сначала разбивается на множество фрагментов, называемых пакетами . Эти пакетов отправляются независимо друг от друга. Типичный максимальный размер пакета составляет от 1000 до 3000 символов. Интернет-протокол определяет, как сообщения должны быть упакованы в пакеты.

Что такое сеть с маршрутизацией пакетов?

Это сеть, которая направляет пакетов с исходного компьютера на целевой компьютер.Интернет состоит из огромной сети специализированных компьютеров, называемых маршрутизаторами . Задача каждого маршрутизатора заключается в том, чтобы знать, как переместить пакетов от их источника к месту назначения. Пакет будет проходить через несколько маршрутизаторов во время своего путешествия.

Когда пакет перемещается от одного маршрутизатора к следующему, он называется переходом . Вы можете использовать инструмент командной строки traceroute , чтобы просмотреть список пакетов прыжков между вами и хостом.

Утилита командной строки traceroute, показывающая все переходы между моим компьютером и серверами Google

Интернет-протокол определяет, как сетевые адреса должны быть присоединены к заголовкам пакета , — обозначенное пространство в пакете , содержащее его метаданные. Интернет-протокол также определяет, как маршрутизаторы , должны пересылать пакеты на основе адреса в заголовке .

Откуда взялись эти Интернет-маршрутизаторы? Кому они принадлежат?

Эти маршрутизаторы возникли в 1960-х годах как ARPANET , военный проект, целью которого была компьютерная сеть, которая была децентрализована, чтобы правительство могло получить доступ и распространять информацию в случае катастрофического события. С тех пор ряд интернет-провайдеров (ISP) корпораций добавили маршрутизаторов к этим маршрутизаторам ARPANET .

У этих маршрутизаторов Internet нет единственного владельца, а скорее несколько владельцев: государственные учреждения и университеты, связанные с ARPANET в первые дни и корпорации ISP , такие как AT&T и Verizon позже.

Спросить, кому принадлежит Интернет, все равно что спросить, кому принадлежат все телефонные линии. Ни одно лицо не владеет ими всеми; их части принадлежат множеству разных сущностей.

Всегда ли приходят пакеты в порядке? Если нет, то как перекомпоновывается сообщение?

Пакеты , могут прибыть в пункт назначения не по порядку.Это происходит, когда более поздний пакет находит более быстрый путь к месту назначения, чем более ранний. Но заголовок пакета содержит информацию о порядке пакета относительно всего сообщения . Протокол управления транспортировкой использует эту информацию для восстановления сообщения в пункте назначения.

Всегда ли пакеты доходят до места назначения?

Протокол Интернета не гарантирует, что пакеты всегда будут приходить по назначению.Когда это происходит, это называется потеря пакета . Обычно это происходит, когда маршрутизатор получает больше пакетов , которые он может обработать. У него нет другого выбора, кроме как отбросить несколько пакетов .

Однако протокол управления транспортировкой обрабатывает потерю пакетов , выполняя повторные передачи. Это достигается за счет того, что конечный компьютер периодически отправляет пакеты подтверждения обратно на исходный компьютер, указывая, какую часть сообщения он получил и восстановил.Если конечный компьютер обнаруживает, что отсутствуют пакеты , он отправляет запрос на исходный компьютер с просьбой повторно отправить недостающие пакеты .

Когда два компьютера обмениваются данными через протокол управления передачей , мы говорим, что между ними существует TCP-соединение .

Как выглядят эти Интернет-адреса?

Эти адресов называются IP-адресами и существуют два стандарта.

Первый стандарт адресов называется IPv4 и выглядит как 212.78.1.25 . Но поскольку IPv4 поддерживает только 2³² (около 4 миллиардов) возможных адресов, рабочая группа Internet Task Force предложила новый стандарт адресов под названием IPv6 , который выглядит как 3ffe: 1893: 3452: 4: 345: f345: f345: 42fc . IPv6 поддерживает 2¹² возможных адреса, что позволяет подключать гораздо больше сетевых устройств, что будет намного больше, чем текущее 8+ миллиардов сетевых устройств в Интернете по состоянию на 2017 год.

Таким образом, существует взаимно-однозначное соответствие между адресами IPv4 и IPv6 . Обратите внимание, что переход с IPv4 на IPv6 все еще выполняется и займет много времени. По состоянию на 2014 год Google показал, что их трафик IPv6 и составлял всего 3%.

Как может быть более 8 миллиардов сетевых устройств в Интернете, если имеется всего около 4 миллиардов адресов IPv4?

Это потому, что существует общедоступных и частных IP-адресов. Несколько устройств в локальной сети, подключенной к Интернету, будут использовать один и тот же общедоступный IP-адрес . В локальной сети эти устройства отличаются друг от друга частными IP-адресами , обычно в форме 192.168.xx или 172.16.xx или 10.xxx , где x — это число от 1 до 255. Эти частных IP-адресов назначаются протоколом динамической конфигурации хоста (DHCP) .

Например, если ноутбук и смартфон в одной локальной сети отправляют запрос на www.google.com, прежде чем пакеты покинут модем, он изменяет заголовки пакетов и назначает один из своих порты к этому пакету . Когда сервер Google отвечает на запросы, он отправляет данные обратно в модем через этот конкретный порт, поэтому модем будет знать, направлять ли пакеты на портативный компьютер или на смартфон.

В этом смысле IP-адресов не относятся к компьютеру, а скорее относятся к соединению, с помощью которого компьютер подключается к Интернету.Адрес, который является уникальным для вашего компьютера, — это MAC-адрес , который никогда не меняется в течение всего срока службы компьютера.

Этот протокол отображения частных IP-адресов на общедоступных IP адресов называется протоколом трансляции сетевых адресов (NAT). Это то, что позволяет поддерживать более 8 миллиардов сетевых устройств всего с 4 миллиардами возможных IPv4 адресов.

Как маршрутизатор узнает, куда отправить пакет? Нужно ли знать, где находятся все IP-адреса в Интернете?

Каждому маршрутизатору не нужно знать, где находится каждый IP-адрес .Ему нужно только знать, к какому из его соседей, называемому исходящим каналом , направлять каждый пакет. Обратите внимание, что IP-адреса можно разделить на две части: префикс etwork и идентификатор хоста . Например, 129.42.13.69 можно разбить на

 Сетевой префикс: 129.42 
 Идентификатор хоста: 13.69 

Все сетевые устройства, которые подключаются к Интернету через одно соединение (например, кампус колледжа, предприятие или интернет-провайдер в метро) будут использовать один и тот же сетевой префикс .

Маршрутизаторы будут отправлять все пакеты вида 129.42. *. * в одно и то же место. Таким образом, вместо того, чтобы отслеживать миллиарды IP-адресов , маршрутизаторам нужно отслеживать только менее миллиона сетевого префикса .

Но маршрутизатору по-прежнему необходимо знать множество сетевых префиксов. Если к Интернету добавляется новый маршрутизатор, как он узнает, как обрабатывать пакеты для всех этих сетевых префиксов?

Новый маршрутизатор может поставляться с несколькими предварительно настроенными маршрутами. Но если он встречает пакет , он не знает, как маршрутизировать, он запрашивает один из своих соседних маршрутизаторов . Если сосед знает, как маршрутизировать пакет , он отправляет эту информацию обратно запрашивающему маршрутизатору . Запрашивающий маршрутизатор сохранит эту информацию для будущего использования. Таким образом, новый маршрутизатор создает свою собственную таблицу маршрутизации , базу данных сетевых префиксов с по исходящих каналов . Если соседний маршрутизатор не знает, он опрашивает своих соседей и так далее.

Как подключенные к сети компьютеры определяют IP-адреса на основе доменных имен?

Мы вызываем поиск IP-адреса в удобочитаемом доменном имени, например, www.google.com «разрешение IP-адреса». Компьютеры разрешают IP-адреса через систему доменных имен ( DNS ), децентрализованную базу данных сопоставлений от доменных имен до IP-адресов .

Для определения IP-адреса компьютер сначала проверяет свой локальный кэш DNS , в котором хранится IP-адрес веб-сайтов, которые он недавно посещал.Если он не может найти там IP-адрес , или запись об IP-адресе , срок действия записи истек, он запрашивает у провайдера DNS-серверы , которые предназначены для разрешения IP-адресов. Если серверы DNS провайдера не могут найти разрешение для IP-адреса , они запрашивают корневые серверы имен , которые могут разрешить каждое доменное имя для данного домена верхнего уровня . Домены верхнего уровня — это слова справа от крайней правой точки в имени домена. .com .net .org — это некоторые примеры доменов верхнего уровня .

Как приложения взаимодействуют через Интернет?

Как и многие другие сложные инженерные проекты, Интернет разбит на более мелкие независимые компоненты, которые работают вместе через четко определенные интерфейсы. Эти компоненты называются сетевыми уровнями Интернета и состоят из уровня канала , уровня Интернета , транспортного уровня и уровня приложения .Эти слои называются слоями, потому что они построены друг над другом; каждый уровень использует возможности нижележащих слоев, не беспокоясь о деталях его реализации.

Интернет-приложения работают на уровне приложений , и им не нужно беспокоиться о деталях на нижележащих уровнях. Например, приложение подключается к другому приложению в сети через TCP, используя конструкцию, называемую сокетом , которая абстрагирует мелкие детали маршрутизации пакетов и повторной сборки пакетов в сообщения .

Что делает каждый из этих уровней Интернета?

На самом низком уровне находится Link Layer , который является «физическим уровнем» Интернета. Канальный уровень предназначен для передачи битов данных через некоторые физические носители, такие как оптоволоконные кабели или радиосигналы Wi-Fi.

На вершине Link Layer находится Internet Layer . Интернет-уровень занимается маршрутизацией пакетов по назначению.Интернет-протокол , упомянутый ранее, находится на этом уровне (отсюда и то же имя). Интернет-протокол динамически настраивает и перенаправляет пакетов в зависимости от сетевой нагрузки или сбоев. Обратите внимание, что это не гарантирует, что пакеты всегда дойдут до места назначения, он просто старается изо всех сил.

Над уровнем Интернета находится транспортный уровень . Этот уровень должен компенсировать тот факт, что данные могут быть потеряны на уровнях Internet и Link ниже.Упомянутый ранее протокол управления транспортом живет на этом уровне и работает в основном для повторной сборки пакетов в их исходные сообщения , а также для повторной передачи пакетов , которые были потеряны.

Уровень приложения находится сверху. Этот уровень использует все нижележащие уровни для обработки сложных деталей перемещения пакетов через Интернет. Он позволяет приложениям легко устанавливать соединения с другими приложениями в Интернете с помощью простых абстракций, таких как сокеты.Протокол HTTP, который определяет, как веб-браузеры и веб-серверы должны взаимодействовать, находится в Application Layer . Протокол IMAP, который определяет, как почтовые клиенты должны получать электронную почту, находится в Application Layer . Протокол FTP, который определяет протокол передачи файлов между клиентами загрузки файлов и серверами файлового хостинга, находится в Application Layer .

Чем отличается клиент от сервера?

В то время как клиенты и серверы являются приложениями, которые обмениваются данными через Интернет, клиенты «ближе к пользователю» в том смысле, что они больше ориентированы на пользователя, такие как веб-браузеры, почтовые клиенты или приложения для смартфонов. Серверы — это приложения, работающие на удаленном компьютере, с которыми клиент обменивается данными через Интернет, когда это необходимо.

Более формальное определение состоит в том, что приложение, которое инициирует соединение TCP , является клиентом , а приложение, которое принимает соединение TCP , является сервером .

Как можно безопасно передавать конфиденциальные данные, такие как данные кредитных карт, через Интернет?

На заре Интернета этого было достаточно, чтобы гарантировать, что сеть , маршрутизаторы, и ссылки находятся в физически безопасных местах.Но по мере того, как Интернет рос в размерах, более маршрутизаторов, означало больше точек уязвимости. Более того, с появлением беспроводных технологий, таких как Wi-Fi, хакеры могут перехватывать пакетов в воздухе; Недостаточно просто обеспечить физическую безопасность сетевого оборудования. Решением этой проблемы было шифрование и аутентификация с по SSL / TLS .

Что такое SSL / TLS?

SSL означает уровень защищенных сокетов. TLS означает Transport Layer Security . SSL был впервые разработан Netscape в 1994 году, но позже была разработана более безопасная версия, переименованная в TLS . Мы будем называть их вместе SSL / TLS .

SSL / TLS — это дополнительный уровень, который находится между транспортным уровнем и уровнем приложения . Он обеспечивает безопасную передачу конфиденциальной информации через Интернет с помощью шифрования и аутентификации .

Шифрование означает, что клиент может запросить шифрование соединения TCP с сервером . Это означает, что все сообщения , отправленные между клиентом и сервером , будут зашифрованы перед разбивкой на пакеты . Если хакеры перехватят эти пакетов , они не смогут восстановить исходное сообщение .

Аутентификация означает, что клиент может доверять тому, что сервер является тем, кем он себя называет.Это защищает от атак типа «человек посередине», когда злоумышленник перехватывает соединение между клиентом и сервером , чтобы подслушивать и вмешиваться в их обмен данными.

Мы видим SSL в действии всякий раз, когда посещаем веб-сайты с поддержкой SSL в современных браузерах. Когда браузер запрашивает веб-сайт, используя протокол https вместо http , он сообщает веб-серверу, что хочет зашифрованное соединение SSL .Если веб-сервер поддерживает SSL , будет установлено безопасное зашифрованное соединение, и мы увидим значок замка рядом с адресной строкой в ​​браузере.

Веб-сервер medium. com поддерживает SSL. Браузер может подключаться к нему через https, чтобы обеспечить шифрование связи. Браузер также уверен, что он обменивается данными с реальным сервером medium.com, а не с посредником.

Как SSL подтверждает подлинность сервера и шифрует их обмен данными?

Использует асимметричное шифрование , сертификаты и SSL.

Асимметричное шифрование — это схема шифрования, которая использует открытый ключ , и закрытый ключ . Эти ключи в основном представляют собой числа, полученные из больших простых чисел. Закрытый ключ используется для расшифровки данных и подписи документов. Открытый ключ используется для шифрования данных и проверки подписанных документов. В отличие от симметричного шифрования , асимметричное шифрование означает, что возможность шифрования не дает автоматически возможность дешифрования.Это достигается за счет использования принципов из области математики, называемой теорией чисел.

Сертификат SSL — это цифровой документ, состоящий из открытого ключа , назначенного веб-серверу. Эти SSL-сертификаты выдаются серверу центрами сертификации . Операционные системы, мобильные устройства и браузеры поставляются с базой данных центров сертификации , поэтому они могут проверять сертификатов SSL.

Когда клиент запрашивает SSL-шифрованное соединение с сервером , сервер отправляет обратно свой сертификат SSL .Клиент проверяет, что сертификат SSL

• выдан этому серверу
• подписан доверенным центром сертификации
• еще не истек.

Затем клиент использует открытый ключ сертификата SSL , чтобы зашифровать случайно сгенерированный временный секретный ключ и отправить его обратно на сервер . Поскольку сервер имеет соответствующий закрытый ключ , он может расшифровать временный секретный ключ клиента .Теперь и клиент , и сервер знают этот временный секретный ключ , поэтому они оба могут использовать его для симметричного шифрования сообщений , которые они отправляют друг другу. Они сбросят этот временный секретный ключ после завершения сеанса.

Что произойдет, если хакер перехватит сеанс с шифрованием SSL?

Предположим, что хакер перехватил каждое сообщение , отправленное между клиентом и сервером .Хакер видит SSL-сертификат , который отправляет сервер , а также зашифрованный временный секретный ключ клиента . Но поскольку у хакера нет закрытого ключа , он не может расшифровать временный секретный ключ . А поскольку у него нет временного секретного ключа , он не может расшифровать ни одно из сообщений между клиентом и сервером .

Резюме

• Интернет начинался как ARPANET в 1960-х годах с целью создания децентрализованной компьютерной сети.
• Физически Интернет представляет собой совокупность компьютеров, передающих биты друг другу по проводам, кабелям и радиосигналам.
• Как и многие сложные инженерные проекты, Интернет разбит на несколько уровней, каждый из которых занимается решением лишь небольшой проблемы. Эти уровни соединяются друг с другом в четко определенных интерфейсах.
• Существует множество протоколов, которые определяют, как Интернет и его приложения должны работать на разных уровнях: HTTP, IMAP, SSH, TCP, UDP, IP и т. Д.В этом смысле Интернет — это не только набор правил поведения компьютеров и программ, но и физическая сеть компьютеров.
• С ростом Интернета, появлением WIFI и потребностей электронной коммерции был разработан SSL / TLS для решения проблем безопасности.

Спасибо за чтение. Комментарии / исправления / вопросы приветствуются. Не стесняйтесь оставлять их ниже.

Передача данных в Интернете — веб-разработка биоинформатики

Далее следует очень качественное, нетехническое обсуждение того, как данные передаются между компьютерами через Интернет через TCP / IP.В следующем разделе мы станем немного более точными и техническими, а пока давайте обратимся к некоторым элементарным концепциям.

Очень простое правило передачи данных (файлов, электронной почты, веб-страниц и т. Д.) Через Интернет, и на самом деле отличительная особенность протоколов TCP / IP, используемых для перемещения данных, заключается в том, что данные никогда не передаются «как таковые». ». Вместо этого перед передачей он делится на так называемые «пакеты». Количество пакетов зависит от размера данных. Для простоты давайте подумаем о передаче текстового файла.Чем больше файл, тем больше пакетов потребуется для «представления» файла.

Рисунок 1-1-1: Представление пакета TCP / IP — Источник: Wikipedia

Если представить файл в виде поезда, пакеты будут отдельными вагонами. Большой поезд: несколько вагонов, маленький поезд: несколько, может быть, всего один вагон.

Каждый пакет похож на конверт, отправленный обычной почтой, с фактическими данными, частью исходного файла, внутри. Снаружи у нас есть информация, которая позволит TCP / IP обрабатывать пакет, извлекая и объединяя его внутренние данные с данными из других пакетов из того же файла в правильном порядке, чтобы восстановить файл из своих пакетов.Схема пакета TCP / IP показана на рисунке 1-1-1)

Каждый пакет или конверт, если следовать предыдущему примеру, содержит следующую информацию: источник данных (отправитель), место назначения данных (получатель), информацию об исходном файле и о положении пакета в этот файл (скажем, пакет 3 из 123 из файла X). Обладая этой информацией, как только все пакеты для файла достигли намеченного места назначения, они могут быть использованы TCP / IP для восстановления исходного файла.

Мы могли бы резюмировать путь файла, такого как сообщение электронной почты или веб-страница, от компьютера A к компьютеру B, следующим образом.

Файл на компьютере A -> Разделен на пакеты по TCP / IP -> Пакеты перемещаются, индивидуально , к месту назначения -> TCP / IP «перемонтирует» пакеты для воссоздания исходного файла на компьютере B -> Файл на компьютере B

На схеме выше вы можете заметить, что тот факт, что пакеты перемещаются индивидуально, подчеркнут. Как мы уже упоминали, коммуникационные пути (чаще всего состоящие из физических проводов) между компьютером A и компьютером F (рис. 1-1) в Интернете часто являются избыточными.Кроме того, эти пути часто не являются прямыми (если A и F не находятся в одной комнате или одном здании), а скорее содержат число или «реле». То есть, чтобы данные перемещались от A к F, они могут быть ретранслированы через B, C и D (рисунок 1-1). Физически на аппаратном уровне реле представляют собой маршрутизаторы. Как следует из названия, маршрутизаторы позволяют пакетам находить лучший маршрут между двумя компьютерами, которые не принадлежат одной сети. Как правило, данные передаются через несколько таких маршрутизаторов, прежде чем они достигнут своего конечного пункта назначения.

Здесь важно понять, что в любой момент времени (мы говорим о миллисекундах) лучший маршрут между двумя компьютерами может измениться. Маршрутизаторы могут определять в момент отправки определенного пакета лучший маршрут на данный момент. При отправке следующего пакета лучший маршрут может быть другим. Следовательно, каждый пакет из одного и того же файла может идти по разному маршруту, чтобы достичь намеченного пункта назначения.

Во время передачи файлов между 2 компьютерами между программным обеспечением TCP / IP компьютера-отправителя и программным обеспечением TCP / IP на компьютере-получателе происходит диалог, направленный на обеспечение успешной передачи файла.Если, например, пакет отсутствует на принимающей стороне, TCP / IP с этого компьютера отправит сообщение в TCP / IP на компьютере-отправителе с просьбой повторно отправить определенный пакет (это особенно верно для протокола TCP — другое протоколы такого UDP работают иначе). Диалог завершится, когда все пакеты достигнут пункта назначения.

Хотя такая организация пакетов может показаться сложной, она имеет ряд преимуществ по сравнению с гипотетической моделью, основанной на отправке целых нефрагментированных файлов.Во-первых, с моделью «отправить весь файл», если что-то пойдет не так, придется начинать заново. Пропускная способность ограничена, поэтому это будет крайне неэффективно и приведет к загромождению сети. С пакетами, если что-то пойдет не так с пакетом, вам просто нужно повторно отправить этот пакет, а не весь файл. Это хорошо иллюстрирует концепцию «отказоустойчивой» системы. Во-вторых, возможно, отправка небольшого файла может занять очень много времени, если большой файл передается «до этого». Вернемся к изображению поезда, в котором пакеты — это вагоны.Пропускная способность конечна (представьте, что у вас только одна шина). Чтобы отправить небольшой файл с одним пакетом (поезд с одним вагоном), вы должны дождаться, пока не пройдет большой файл (например, поезд из 20 вагонов). Если вы разделите состав из 20 вагонов на отдельные пакеты и отправите по одному, то у поезда с одним пакетом есть хорошие шансы пройти вместе с пакетами поезда из 20 вагонов.

Как это работает сейчас, вы можете загрузить свою электронную почту (50 КБ), пока загружаете этот большой видеофайл (700 ГБ).Вам не нужно ждать, пока видео загрузится, прежде чем вы сможете прочитать свою почту. Разве это не здорово?

Это обсуждение тесно связано с концепцией сетевого нейтралитета. В состоянии нейтралитета все пакеты равны, имеют одинаковые привилегии и одинаковую скорость передачи. В ненейтральной ситуации провайдер может, например, ограничить пропускную способность (или сделать эту пропускную способность более дорогой) для определенных типов пакетов, например, тех, которые связаны с одноранговым трафиком (обмен файлами между пользователями), или, возможно, те, которые связаны с трафиком VoIP, для коммерческих или других целей.

Давайте углубимся в следующий раздел.

Разделы раздела

• Глава 1. Интернет, сети и TCP / IP

Информационная супермагистраль: передача данных и создание сетей

Текст и графика прислал:
— Сара Кларк,
[email protected] и
— Дин Барджестех,
[email protected]

Конвертация HTML:
— Джордж Уотсон,
[email protected]

Передача данных

Поскольку технологии развиваются, и мы смотрим в будущее, информация
Супермагистраль прокладывает себе дорогу по всему миру с высотных
технологические, бизнес-корпорации к среднему, местному дому.Даже сейчас возможности Интернета доступны каждому, у кого есть
компьютер и соответствующее программное обеспечение. Вопрос: Как получилось
что данные попадают на экран вашего компьютера? байтов кодировки,
передавать информацию через Интернет передаются двумя
основные методы: провода и частотные волны в воздухе.
Однако существуют вариации этих двух методов. В
пропускная способность медных проводов контролирует пропускную способность и скорость при
с путешествиями данных.Передача данных по медным проводам состоит из:

Микроволны — другой способ
передача закодированных данных по сети. Микроволны
высокочастотные волны, которые проходят по воздуху для передачи
данные. Они более технологичны, чем использование меди.
проводов, но менее распространены при подведении Информационной магистрали к
средний дом. Этот метод перевода чаще используется среди
более крупные корпорации и правительства. Микроволны могут путешествовать
напрямую по воздуху на каждый отдельный хост, или ретранслируются все
по всему миру через
спутники.

Информация через Интернет — это ввод, кодирование, передача данных,
интерпретация, процесс вывода. Данные или ввод вводятся в
центральный процессор компьютера пользователем. Модульный
или модем, электронным образом кодирует информацию в двоичном формате
язык, состоящий из единиц и нулей, который может быть передан через
провода или частотные волны. Информация передается и
поступает в центральный процессор хоста, где двоичный код
интерпретируется демодулятором, другим модемом и ретранслируется
на монитор хоста.

Сеть

Как отдельные хосты, компьютеры становятся связанными друг с другом через
кабели и микроволновые печи, они начинают формировать сеть, используемую для
обмен информацией. Сети могут состоять всего из нескольких
компьютеров, связанных вместе, к сотням компьютеров, связанных
через систему основной рамы. Все эти отдельные сети
связаны через отдельные хосты в каждой сети. Все сети
объединились через хосты и системы мэйнфреймов для создания
интернет.

Интернет появился в 1969 году как правительственная операция под названием
Агентство перспективных исследовательских проектов, ARPAnet, для
Министерство обороны. В 1986 году Национальный научный фонд
разработали собственную сеть компьютеров. Две сети
затем были связаны вместе, чтобы сформировать основу Интернета.
Такие сети, как CA-net, канадская сеть, тогда были
включены в начальные сети для создания Интернета,
сеть сетей.К 1994 году было подключено 3 миллиона хостов.
через сеть, 2 миллиона хостов, расположенных в США,
отсюда и Информационная супермагистраль. Сегодняшние технологии позволяют
Интернет быстро растет на 15% в месяц,
что делает Интернет сегодня самой быстрорастущей информационной службой.

Сети принимают разные конфигурации, в зависимости от того, как
больше или насколько мала конкретная сеть. четыре основные сети
конфигурации бывают:

Интернет — Физика — Metropolia Confluence

Как работает Интернет?

В двух словах, Интернет — это сеть сетей, которая соединяет компьютеры друг с другом и позволяет преобразовывать данные между ними.Интернет — это огромная сущность, и чтобы понять, как он работает, мы рассмотрим его как систему с ключевыми компонентами.

Во-первых, необходимо оборудование: все, начиная от кабелей до спутников . Есть данные о машинах, которые хранятся на серверах, конечных точках, таких как смартфоны, клиенты и точки подключения, узлы, например. маршрутизаторы. Между аппаратными устройствами должно быть линий передачи . Они могут быть либо физическими, либо оптоволоконными кабелями, либо беспроводными сигналами со спутников, сотовых телефонов или вышек 4G, либо радиоприемников.

Большинство крупных коммуникационных компаний имеют собственные выделенные магистрали, соединяющие различные регионы. В каждом регионе у компании есть точки присутствия (POP). POP — это место для доступа локальных пользователей к сети компании . Точки доступа подключены друг к другу через точку доступа к сети (NAP). Т1 и Т3 на картинке — это типы позвоночника. Например, T3 работает со скоростью 45 Мбит / с (45 миллионов бит в секунду). Магистральные сети обычно представляют собой магистральные оптоволоконные линии.Магистральная линия имеет несколько оптоволоконных кабелей, объединенных вместе для увеличения пропускной способности.

Для того, чтобы преобразование данных стало возможным и компьютеры «понимали» друг друга, существуют протоколы. Протоколы — это наборы правил, которым машины следуют для выполнения задач. Они делают возможной связь между устройствами. Существуют десятки различных протоколов для разных целей. Одним из наиболее важных является, например, Интернет-протокол (IP). Это предопределенный способ, которым тот, кто хочет использовать службу, разговаривает с этой службой.«Кто-то» может быть человеком, но чаще это компьютерная программа, такая как веб-браузер. Также есть IP-адреса, чтобы одна машина могла найти другую.

Данные (также разговор, с использованием протокола передачи голоса по Интернету, VoIP) между машинами передаются пакетами. Пакеты — это части файла размером от 1000 до 1500 байтов. Пакеты не обязательно идут по одному и тому же пути — они обычно проходят по пути наименьшего сопротивления.

Как данные передаются по воздуху?

Данные передаются по Интернету пакетами. Каждый пакет может содержать не более 1500 байтов. Вокруг этих пакетов находится оболочка с заголовком и нижним колонтитулом. Информация, содержащаяся в оболочке, сообщает компьютерам, какие данные находятся в пакете, как они соотносятся с другими данными, откуда эти данные поступают и их конечный пункт назначения. Информация через Интернет передается двумя основными способами: по проводам и по частоте. волны в воздухе. Микроволны — это высокочастотные волны, которые распространяются по воздуху для передачи данных.Микроволны могут передаваться непосредственно по воздуху к каждому отдельному хосту или ретранслироваться по всему миру через спутников.

Спутники

Спутники используются для передачи информации через микроволны на большие расстояния. Спутники вращаются на высоте примерно 22 000 миль над земной поверхностью. Спутники — это средство перенаправления прямых микроволн с одной спутниковой антенны на другую. Спутники расположены по всему миру и могут передавать огромные объемы данных практически в любую точку мира.

Спутниковый Интернет обычно опирается на три основных компонента: спутник на геостационарной орбите (иногда называемый геостационарной околоземной орбитой или GEO), ряд наземных станций, известных как шлюзы, которые передают данные Интернета на спутник и от него с помощью радиоволн. (микроволновая печь) и спутниковая антенна VSAT (терминал с очень малой апертурой) с приемопередатчиком, расположенная в помещении абонента. Другие компоненты спутниковой Интернет-системы включают модем на стороне пользователя, который связывает сеть пользователя с приемопередатчиком, и централизованный центр управления сетью (NOC) для мониторинга всей системы.

Микроволны

Информация передается по воздуху и попадает в спутниковые антенны, где данные декодируются и отправляются по медным линиям на хост. Микроволновая передача — это только один из наиболее быстрых способов передачи информации, но он полезен только на расстояниях до 30 миль. Поскольку микроволны распространяются по прямому пути, кривизна земли позволяет получить информацию только о небольших расстояниях.

СВЧ-каналы передают сигналы с импульсной кодовой модуляцией (PMC).PMC — это форма цифровой модуляции, при которой микроволны включаются и выключаются импульсами различной длины. Длины расположены в двоичном коде .

Материя и энергия

Материя:

Общее определение материи — это все, что имеет массу и объем (занимает пространство). Например, можно сказать, что автомобиль сделан материи, поскольку она занимает пространство и имеет массу.

Энергия:

В физике энергия — это свойство объектов, передаваемое между ними посредством фундаментальных взаимодействий, которые могут быть преобразованы в форму, но не созданы или уничтожены.

Как устроена материя?

Атомы состоят из ядра протонов и нейтронов и облака электронов. Электроны находятся в постоянном движении вокруг ядра, в то время как протоны и нейтроны движутся внутри ядра. Нейтроны и протоны состоят из трех кварков. Насколько ученые сейчас могут сказать, кварки и электроны являются одними из самых фундаментальных форм материи.

В каких формах может быть энергия?

Энергия может существовать во многих различных формах.Все формы энергии либо кинетические, либо потенциальные. Энергия, связанная с движением, называется кинетической энергией. Энергия, связанная с положением, называется потенциальной энергией. Потенциальная энергия — это не «запасенная энергия».

Кинетическая энергия:

00 00

Potenti энергия Американские горки, водяное колесо, гидроэлектрический резервуар,…

Электромагнитная потенциальная энергия

Заряд

Электрический, магнитный, химический, эластичный,…

5 00 Сильная ядерная потенциальная энергия Цветной заряд

Ядерные реакторы, ядерное оружие,…

Слабая ядерная потенциальная энергия

Лептонное число

Радиоактивный распад,…

280

Легкая материя и

Свет может взаимодействовать с веществом тремя способами: поглощением, пропусканием и отражением.Видимый свет существует в виде волн с различными частотами (длинами волн), характерными для соответствующего цвета. Точно так же электроны в атоме (отвечающие за взаимодействие со светом) тоже колеблются на определенных частотах, называемых собственной частотой. Это контакт между частотой световой волны и частотой колебаний электрона, который определяет, будет ли свет поглощаться, отражаться или передаваться.

1. ПОГЛОЩЕНИЕ — Когда световая волна с частотой, идентичной собственной частоте электрона, «падает» на атом, электроны в результате начинают вибрировать (почти как будто они «приходят в движение»).Электроны будут поглощать световую волну (потому что она имеет ту же частоту колебаний) и превращать ее в колебательное движение (вроде как «совпадает» с колебательными волнами). Электроны, в свою очередь, сталкиваются с соседними атомами, что превращает вибрации в тепловую энергию (подумайте о том, как одна группа аплодисментов на бейсбольном матче начинает делать «волну», которая побуждает все остальные части присоединиться к веселью). Эта тепловая энергия не превращается обратно в световую энергию, поэтому эта конкретная световая волна никогда больше не покидает объект.Это ПОГЛОЩЕНИЕ.

2. ОТРАЖЕНИЕ — Это происходит, когда частота входящей световой волны не совпадает с собственной частотой электронов. Если объект непрозрачный (не прозрачный / сплошной), колебания электронов не «передаются вниз», как при поглощении. Скорее, электроны на поверхностном уровне ненадолго колеблются, прежде чем испустить эту волну обратно (в виде света). Это ОТРАЖЕНИЕ.

3. ПЕРЕДАЧА — Передача работает по тем же линиям, что и отражение, за исключением прозрачных или полупрозрачных объектов.Атомы принимают волну, кратковременно вибрируют (но с небольшой амплитудой — в отличие от поглощения, когда они колеблются с большой амплитудой), переносят колебания по всему телу материала, а затем повторно излучают волну в виде света из другой конец. Это ПЕРЕДАЧА.

1. Почему Материя взаимодействует со Светом?

Свет — это проявление электромагнитной силы. Материя состоит из заряженных частиц из-за природы атомов и состоит из положительно заряженного ядра, окруженного движущимися электронами.Ядра в молекулах также движутся относительно друг друга. Другими словами, это заряды, которые находятся в движении, и каждый раз, когда заряды находятся в движении, будет возникать электромагнитная сила, которая будет меняться со временем. Свет — это колеблющееся электромагнитное поле. Это волна, которую можно характеризовать частотой. Но свет также является частицей — его частица называется фотоном, и каждый фотон несет пакет энергии, пропорциональный частоте. Материя может поглощать энергию фотона.

1. Что делает материя с энергией света?

Смотря какой свет. Есть целый спектр света. Свет с очень низкими частотами (или длинными волнами, такими как радиоволны) имеет фотоны, которые не слишком энергичны. Эта величина энергии соответствует уровням ядерного спина. Свет с частотами в диапазоне гигагерца (109 в секунду или герц) соответствует микроволнам. У них достаточно энергии, чтобы заставить молекулы вращаться быстрее.Даже более высокие частоты (1012-1014 Гц) обладают достаточной энергией, чтобы заставить молекулы растягиваться и гнуть свои связи. Свет, который мы видим, соответствует очень узкому диапазону спектра, 400-750 нм по длине волны. Для некоторых молекул фотоны в этом диапазоне обладают достаточной энергией, чтобы возбуждать электроны, продвигая их на более высокие энергетические уровни. Поскольку эти молекулы будут поглощать только определенную частоту, то, что достигает нашего глаза, больше не белый свет, а теперь окрашенный (белый за вычетом цвета, который поглощала молекула).

Были предприняты попытки количественно оценить энергию, потребляемую Интернетом. В 2011 году исследователи подсчитали, что Интернет потребляет от 170 до 307 ГВт, что составляет менее 2 процентов энергии, используемой человечеством. Эта оценка включает в себя энергию, необходимую для создания, эксплуатации и периодической замены примерно 750 миллионов ноутбуков, миллиарда смартфонов и 100 миллионов серверов по всему миру, а также энергию, потребляемую маршрутизаторами, вышками сотовой связи, оптическими коммутаторами, передатчиками Wi-Fi и облачным хранилищем. устройства используют при передаче интернет-трафика.

Интернет передается по оптоволоконным кабелям. Кабель состоит из прозрачного сердечника, по которому распространяется свет, и прозрачной оболочки с низким коэффициентом преломления. Свет удерживается в кабеле с полным внутренним отражением. Оптические волокна обладают очень высокой проводимостью и небольшими потерями.

Источники:

http://en.wikipedia.org/wiki/Matter
http://en.wikipedia.org/wiki/Energy

http://www.nobelprize.org/educational/physics/matter /1.html

http: // физика.info / energy /

How Does Light Interact with Matter?

http://bouman.chem.georgetown.edu/S02/ lect10 / lect10.htm

http://web.stanford.edu/class/msande91si/www-spr04/readings/week1/InternetWhitepaper.htm

http://computer.howstuffworks.com/internet/basics/internet- инфраструктура5.htm

http://electronicdesign.com/communications/understanding-modern-digital-modulation-techniques
http: //www.gizmag.com / air-waveguides-light-data-transfer / 33109/
http://gizmodo.com/5575784/how-data-travels-from-a-wireless-device
http://www.physics.udel.edu /~watson/scen103/projects/95f/voltage/project1-net.html
http://www.groundcontrol.com/How_Does_Satell_Internet_Work.htm
http://computer.howstuffworks.com/ip-convergence2.htm

Войдите, чтобы комментировать.

Чтение: Интернет | Введение в компьютерные приложения и концепции

Введение

Интернет — это глобальная система взаимосвязанных компьютерных сетей, которые используют стандартный набор протоколов Интернета (TCP / IP) для соединения нескольких миллиардов устройств по всему миру. Это сеть сетей , которая состоит из миллионов частных, общественных, академических, деловых и правительственных сетей локального или глобального масштаба, связанных широким спектром электронных, беспроводных и оптических сетевых технологий.

Интернет-мессенджер Буки Шварца в Холоне.

Интернет содержит широкий спектр информационных ресурсов и услуг, таких как взаимосвязанные гипертекстовые документы и приложения Всемирной паутины (WWW), инфраструктура для поддержки электронной почты и одноранговые сети для обмена файлами и телефонии. .

Истоки Интернета восходят к исследованию, проведенному по заказу правительства США в 1960-х годах для создания надежной и отказоустойчивой связи через компьютерные сети.Эта работа в сочетании с усилиями в Великобритании и Франции привела к созданию первичной сети-предшественника, ARPANET, в Соединенных Штатах. Взаимосвязь региональных академических сетей в 1980-х знаменует начало перехода к современному Интернету. С начала 1990-х годов сеть переживала устойчивый экспоненциальный рост по мере того, как к ней подключались поколения институциональных, персональных и мобильных компьютеров.

Финансирование новой магистрали США Национальным научным фондом в 1980-х годах, а также частное финансирование других коммерческих магистралей привело к всемирному участию в разработке новых сетевых технологий и слиянию многих сетей.Хотя Интернет широко используется академическими кругами с 1980-х годов, коммерциализация того, что к 1990-м годам было международной сетью, привело к ее популяризации и включению практически во все аспекты современной человеческой жизни. По состоянию на 2014 год 38 процентов мирового населения пользовались услугами Интернета за последний год — это в 100 раз больше людей, чем пользовалось им в 1995 году. Использование Интернета на Западе быстро росло с середины 1990-х до начала 2000-х годов. и с конца 1990-х годов по настоящее время в развивающихся странах.

Содержание

Большинство традиционных средств связи, включая телефонию и телевидение, видоизменяются или переопределяются Интернетом, порождая новые услуги, такие как передача голоса по Интернет-протоколу (VoIP) и телевидение по Интернет-протоколу (IPTV). Газеты, книги и другие печатные издания адаптируются к технологиям веб-сайтов или трансформируются в блоги и веб-каналы. Индустрия развлечений, включая музыку, кино и игры, изначально была самым быстрорастущим онлайн-сегментом.Интернет позволил и ускорил новые формы человеческого взаимодействия посредством обмена мгновенными сообщениями, Интернет-форумов и социальных сетей. Интернет-магазины выросли в геометрической прогрессии как для крупных розничных продавцов, так и для мелких ремесленников и торговцев. Деловые и финансовые услуги в Интернете влияют на цепочки поставок во всех отраслях.

Интернет не имеет централизованного управления ни технологической реализацией, ни политиками доступа и использования; каждая составляющая сеть устанавливает свою собственную политику.Только чрезмерно распространенные определения двух основных пространств имен в Интернете, адресного пространства Интернет-протокола и системы доменных имен (DNS), управляются организацией-обслуживающим персоналом, Интернет-корпорацией по присвоению имен и номеров (ICANN). Техническая поддержка и стандартизация основных протоколов — это деятельность Инженерной группы Интернета (IETF), некоммерческой организации, состоящей из свободно связанных между собой международных участников, с которыми может сотрудничать любой желающий, предоставляя свои технические знания.

Терминология

Интернет , относящийся к конкретной глобальной системе взаимосвязанных IP-сетей, является существительным собственным и может быть написано с начальной заглавной буквы. В средствах массовой информации и в обычном использовании это слово часто не пишется с большой буквы, а именно. Интернет. В некоторых руководствах указывается, что слово должно быть с заглавной буквы, когда используется как существительное, но не с заглавной буквы, когда используется как прилагательное. Интернет также часто обозначается как или Сеть .

Исторически слово internetted использовалось без заглавной буквы еще в 1849 году как прилагательное, означающее «взаимосвязанный; переплетены ». Разработчики ранних компьютерных сетей использовали internet и как существительное, и как глагол в сокращенной форме интерсети или межсетевого взаимодействия, что означает соединение компьютерных сетей.

Термины Internet и World Wide Web часто используются как синонимы в повседневной речи; при вызове веб-браузера для просмотра веб-страниц часто говорят о «выходе в Интернет». Однако World Wide Web или Web — это только одна из большого количества Интернет-услуг.Интернет — это совокупность взаимосвязанных документов (веб-страниц) и других веб-ресурсов, связанных гиперссылками и URL-адресами. Для сравнения: протокол передачи гипертекста или HTTP — это язык, используемый в Интернете для передачи информации, но это всего лишь один из многих языков или протоколов, которые могут использоваться для связи в Интернете.

Термин Interweb представляет собой сочетание Internet и World Wide Web , которые обычно используются саркастически для пародии на технически сомнительного пользователя.

История

Текст из самого первого сообщения, отправленного через ARPANET.

Исследования в области коммутации пакетов начались в начале 1960-х годов, и сети с коммутацией пакетов, такие как Mark I at NPL в Великобритании, ARPANET, CYCLADES, Merit Network, Tymnet и Telenet, были разработаны в конце 1960-х — начале 1970-х годов с использованием различных протоколов. . В частности, ARPANET привела к разработке протоколов для работы в Интернете, в которых несколько отдельных сетей можно было объединить в сеть сетей.

Первые два узла того, что станет ARPANET, были связаны между Центром сетевых измерений Леонарда Клейнрока в Школе инженерии и прикладных наук Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и системой NLS Дугласа Энгельбарта в SRI International (SRI) в Менло-Парке, Калифорния, 29 октября 1969 года. Третьим сайтом в ARPANET был центр интерактивной математики Каллера-Фрида в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре, а четвертым — факультет графики Университета Юты. Первым признаком будущего роста стало то, что к концу 1971 года к молодой ARPANET было подключено уже пятнадцать сайтов. Эти первые годы были задокументированы в фильме 1972 года «Компьютерные сети: Вестники совместного использования ресурсов».

Раннее международное сотрудничество по ARPANET было редкостью. Европейские разработчики были озабочены развитием сетей X.25. Заметным исключением была Норвежская сейсмическая группа (NORSAR) в июне 1973 года, за которой в 1973 году последовала Швеция со спутниковой связью с Земной станцией Танум и Питером Т.Исследовательская группа Кирстайна в Великобритании, сначала в Институте компьютерных наук Лондонского университета, а затем в Университетском колледже Лондона.

В декабре 1974 г. в RFC 675 — Спецификация программы управления передачей через Интернет Винтона Серфа, Йогена Далала и Карла Саншайна использовался термин Интернет как сокращение для Интернет, работающий и более поздние RFC повторяют это использование. Доступ к ARPANET был расширен в 1981 году, когда Национальный научный фонд (NSF) разработал сеть компьютерных наук (CSNET).В 1982 году был стандартизирован пакет протоколов Интернета (TCP / IP), и была представлена ​​концепция всемирной сети полностью взаимосвязанных сетей TCP / IP, называемых Интернетом.

T3 NSFNET Backbone, c. 1992.

Доступ к сети TCP / IP снова расширился в 1986 году, когда сеть Национального научного фонда (NSFNET) предоставила доступ к сайтам суперкомпьютеров в Соединенных Штатах от исследовательских и образовательных организаций, сначала со скоростью 56 кбит / с, а затем со скоростью 1,5 Мбит / с и 45 Мбит. / с.Коммерческие поставщики Интернет-услуг (ISP) начали появляться в конце 1980-х — начале 1990-х годов. ARPANET была выведена из эксплуатации в 1990 году. Интернет был полностью коммерциализирован в США к 1995 году, когда NSFNET была выведена из эксплуатации, что сняло последние ограничения на использование Интернета для передачи коммерческого трафика. Интернет начал быстро распространяться в Европе и Австралии в середине-конце 1980-х годов и в Азии в конце 1980-х и начале 1990-х годов.

С середины 1990-х годов Интернет оказал огромное влияние на культуру и торговлю, включая рост почти мгновенного общения по электронной почте, обмена мгновенными сообщениями, телефонных звонков по протоколу VoIP, двусторонних интерактивных видеозвонков и т. Д. и World Wide Web с ее дискуссионными форумами, блогами, социальными сетями и сайтами онлайн-покупок.Все большие объемы данных передаются на все более высоких скоростях по оптоволоконным сетям, работающим на скоростях 1 Гбит / с, 10 Гбит / с или более.

Интернет продолжает расти, движимый все большим объемом онлайн-информации и знаний, коммерцией, развлечениями и социальными сетями. В конце 1990-х годов было подсчитано, что трафик в общедоступном Интернете рос на 100 процентов в год, в то время как средний ежегодный рост числа пользователей Интернета составлял от 20 до 50%.Этот рост часто объясняется отсутствием централизованного администрирования, которое обеспечивает органический рост сети, а также непатентованной открытой природой Интернет-протоколов, которая способствует взаимодействию поставщиков и не позволяет какой-либо одной компании осуществлять слишком большой контроль над сетью. сеть. По состоянию на 31 марта 2011 года оценочное общее количество пользователей Интернета составляло 2,095 миллиарда (30,2% населения мира). Подсчитано, что в 1993 году Интернет передавал только 1% информации, передаваемой через двустороннюю связь, к 2000 году эта цифра выросла до 51%, а к 2007 году более 97% всей передаваемой информации передавалось через Интернет.

Управление

Штаб-квартира ICANN в районе Плайя Виста в Лос-Анджелесе, Калифорния, США.

Интернет — это глобально распределенная сеть, состоящая из множества автономных сетей, объединенных между собой на добровольной основе. Он работает без центрального руководящего органа.

Техническая поддержка и стандартизация основных протоколов (IPv4 и IPv6) — это деятельность Инженерной группы Интернета (IETF), некоммерческой организации, состоящей из свободно связанных между собой международных участников, с которыми может сотрудничать любой желающий, предоставляя свои технические знания.

Для поддержания взаимодействия основные пространства имен Интернета администрируются Интернет-корпорацией по присвоению имен и номеров (ICANN) со штаб-квартирой в районе Плайя-Виста в городе Лос-Анджелес, штат Калифорния. ICANN — это орган, который координирует присвоение уникальных идентификаторов для использования в Интернете, включая доменные имена, IP-адреса, номера портов приложений в транспортных протоколах и многие другие параметры. Глобально унифицированные пространства имен, в которых имена и номера присваиваются однозначно, необходимы для поддержания глобального охвата Интернета.ICANN управляется международным советом директоров, состоящим из представителей технических, деловых, академических и других некоммерческих сообществ Интернета. Роль ICANN в координации присвоения уникальных идентификаторов отличает ее, возможно, как единственный центральный координирующий орган для глобального Интернета.

региональных интернет-регистраторов (RIR) выделяют IP-адреса:

• Африканский сетевой информационный центр (AfriNIC) для Африки
• Американский реестр интернет-номеров (ARIN) для Северной Америки
• Азиатско-Тихоокеанский сетевой информационный центр (APNIC) для Азиатско-Тихоокеанского региона
• Реестр интернет-адресов Латинской Америки и Карибского бассейна (LACNIC) для региона Латинской Америки и Карибского бассейна
• Réseaux IP Européens — Сетевой координационный центр (RIPE NCC) для Европы, Ближнего Востока и Центральной Азии

Национальное управление по телекоммуникациям и информации, учреждение Министерства торговли США, по-прежнему имеет окончательное утверждение изменений в корневой зоне DNS.

Общество Интернета (ISOC) было основано в 1992 году с миссией «обеспечить открытое развитие, развитие и использование Интернета на благо всех людей во всем мире» . В его состав входят физические лица (присоединиться может любой желающий), а также корпорации, организации, правительства и университеты. Среди других видов деятельности ISOC предоставляет административный центр для ряда менее формально организованных групп, которые участвуют в разработке и управлении Интернетом, в том числе: Инженерная группа Интернета (IETF), Совет по архитектуре Интернета (IAB), Руководящая группа Интернет-проектирования (IESG). ), Целевая группа интернет-исследований (IRTF) и Руководящая группа интернет-исследований (IRSG).

16 ноября 2005 года на Всемирном саммите по информационному обществу, организованном Организацией Объединенных Наций в Тунисе, был учрежден Форум по управлению Интернетом (IGF) для обсуждения вопросов, связанных с Интернетом.

Инфраструктура

Коммуникационная инфраструктура Интернета состоит из его аппаратных компонентов и системы программных уровней, которые управляют различными аспектами архитектуры.

Уровни маршрутизации и обслуживания

Маршрутизация пакетов через Интернет включает несколько уровней поставщиков Интернет-услуг.

Интернет-провайдеры устанавливают всемирное соединение между отдельными сетями на различных уровнях. Конечные пользователи, которые выходят в Интернет только тогда, когда это необходимо для выполнения функции или получения информации, представляют нижнюю часть иерархии маршрутизации. На вершине иерархии маршрутизации находятся сети уровня 1, крупные телекоммуникационные компании, которые обмениваются трафиком напрямую друг с другом посредством соглашений о пиринге. Сети уровня 2 и более низкого уровня покупают Интернет-транзит у других провайдеров, чтобы достичь хотя бы некоторых сторон в глобальном Интернете, хотя они также могут участвовать в пиринге.Интернет-провайдер может использовать одного восходящего провайдера для подключения или реализовать множественную адресацию для достижения избыточности и балансировки нагрузки. Точки обмена интернет-трафиком — это основные точки обмена трафиком с физическим подключением к нескольким провайдерам.

Крупные организации, такие как академические учреждения, крупные предприятия и правительства, могут выполнять ту же функцию, что и интернет-провайдеры, участвуя в пиринге и покупая транзит от имени своих внутренних сетей. Исследовательские сети обычно соединяются с крупными подсетями, такими как GEANT, GLORIAD, Internet2 и британской национальной исследовательской и образовательной сетью JANET.

Было установлено, что и структура IP-маршрутизации в Интернете, и гипертекстовые ссылки во всемирной паутине являются примерами безмасштабируемых сетей.

Компьютеры и маршрутизаторы используют таблицы маршрутизации в своей операционной системе для направления IP-пакетов на маршрутизатор или пункт назначения следующего перехода. Таблицы маршрутизации поддерживаются путем ручной настройки или автоматически с помощью протоколов маршрутизации. Конечные узлы обычно используют маршрут по умолчанию, который указывает на провайдера, обеспечивающего транзит, в то время как маршрутизаторы ISP используют протокол пограничного шлюза для установления наиболее эффективной маршрутизации через сложные соединения глобального Интернета.

Доступ

Обычные методы доступа пользователей к Интернету включают коммутируемое соединение с компьютерным модемом через телефонные цепи, широкополосную связь по коаксиальному кабелю, оптоволоконный или медный провод, Wi-Fi, спутниковую и сотовую телефонную технологию (3G, 4G). Доступ к Интернету часто можно получить с компьютеров в библиотеках и Интернет-кафе. Точки доступа в Интернет есть во многих общественных местах, таких как залы аэропортов и кафе. Используются различные термины, такие как общедоступный Интернет-киоск , общедоступный терминал доступа и Интернет-телефон .Во многих отелях также есть общественные терминалы, хотя обычно они платные. Эти терминалы широко доступны для различных целей, таких как бронирование билетов, банковский перевод или онлайн-оплата. Wi-Fi обеспечивает беспроводной доступ в Интернет через локальные компьютерные сети. К точкам доступа, обеспечивающим такой доступ, относятся Wi-Fi-кафе, куда пользователям необходимо принести свои собственные устройства с поддержкой беспроводной связи, такие как ноутбук или КПК. Эти услуги могут быть бесплатными для всех, бесплатными только для клиентов или платными.

Попытки широких масс привели к созданию беспроводных общественных сетей.Коммерческие услуги Wi-Fi, охватывающие большие городские районы, существуют в Лондоне, Вене, Торонто, Сан-Франциско, Филадельфии, Чикаго и Питтсбурге. В этом случае доступ в Интернет можно будет получить с таких мест, как скамейка в парке. Помимо Wi-Fi, были проведены эксперименты с проприетарными мобильными беспроводными сетями, такими как Ricochet, различными услугами высокоскоростной передачи данных по сетям сотовой связи и услугами фиксированной беспроводной связи. Мобильные телефоны высокого класса, такие как смартфоны, обычно имеют доступ в Интернет через телефонную сеть.На этих продвинутых телефонах доступны такие веб-браузеры, как Opera, которые также могут запускать большое количество другого Интернет-программного обеспечения. Доступ в Интернет есть у большего числа мобильных телефонов, чем компьютеров, хотя он не так широко используется. Провайдер доступа в Интернет и матрица протоколов различают методы, используемые для выхода в Интернет.

Протоколы

Хотя компоненты оборудования в инфраструктуре Интернета часто могут использоваться для поддержки других программных систем, именно дизайн и процесс стандартизации программного обеспечения характеризуют Интернет и обеспечивают основу для его масштабируемости и успеха.Ответственность за архитектурный дизайн программных систем Интернета взяла на себя Инженерная группа Интернета (IETF). IETF проводит рабочие группы по установлению стандартов, открытые для любого человека, по различным аспектам архитектуры Интернета. Итоговые материалы и стандарты опубликованы в виде документов Request for Comments (RFC) на веб-сайте IETF.

Основные методы создания сетей, обеспечивающие доступ в Интернет, содержатся в специально обозначенных RFC, которые составляют стандарты Интернета.Другие менее строгие документы являются просто информативными, экспериментальными или историческими или документируют лучшие текущие практики (BCP) при внедрении Интернет-технологий.

Интернет-стандарты описывают структуру, известную как набор Интернет-протоколов. Это модельная архитектура, которая разделяет методы на многоуровневую систему протоколов, первоначально задокументированную в RFC 1122 и RFC 1123. Уровни соответствуют среде или области действия, в которой работают их службы. Вверху находится прикладной уровень, пространство для сетевых методов, специфичных для приложений, используемых в программных приложениях.Например, программа веб-браузера использует модель клиент-серверного приложения и определенный протокол взаимодействия между серверами и клиентами, в то время как многие системы обмена файлами используют парадигму одноранговой сети. Ниже этого верхнего уровня транспортный уровень соединяет приложения на разных хостах логическим каналом через сеть с соответствующими методами обмена данными.

В основе этих уровней лежат сетевые технологии, которые соединяют сети на своих границах и хосты через физические соединения.Интернет-уровень позволяет компьютерам идентифицировать и определять местонахождение друг друга с помощью адресов Интернет-протокола (IP) и направлять свой трафик через промежуточные (транзитные) сети. Наконец, в нижней части архитектуры находится канальный уровень, который обеспечивает связь между хостами в одном и том же сетевом канале, например физическое соединение в форме локальной сети (LAN) или коммутируемое соединение. Модель, также известная как TCP / IP, разработана так, чтобы быть независимой от базового оборудования, поэтому модель не касается каких-либо деталей.Были разработаны другие модели, такие как модель OSI, которая пытается быть всеобъемлющей во всех аспектах коммуникации. Хотя между моделями существует много общего, они несовместимы в деталях описания или реализации; действительно, протоколы TCP / IP обычно включаются в обсуждение сетей OSI.

Поскольку пользовательские данные обрабатываются через стек протоколов, каждый уровень абстракции добавляет информацию инкапсуляции на передающем узле. Данные передаются по проводам на уровне канала между хостами и маршрутизаторами.Инкапсуляция удаляется принимающим хостом. Промежуточные ретрансляторы обновляют инкапсуляцию канала на каждом переходе и проверяют уровень IP для целей маршрутизации.

Самым заметным компонентом модели Интернета является Интернет-протокол (IP), который обеспечивает системы адресации (IP-адреса) для компьютеров в Интернете. IP позволяет Интернету работать и, по сути, устанавливает сам Интернет. Интернет-протокол версии 4 (IPv4) — это первоначальная версия, которая использовалась в первом поколении Интернета и все еще используется в основном.Он был разработан для адресации до ~ 4,3 миллиарда (10 ⁹ ) хостов Интернета. Однако взрывной рост Интернета привел к исчерпанию адресов IPv4, который вступил в свою последнюю стадию в 2011 году, когда был исчерпан глобальный пул распределения адресов. В середине 1990-х годов была разработана новая версия протокола IPv6, которая обеспечивает значительно более широкие возможности адресации и более эффективную маршрутизацию интернет-трафика. IPv6 в настоящее время расширяется по всему миру, поскольку реестры интернет-адресов (RIR) начали призывать всех менеджеров ресурсов планировать быстрое внедрение и преобразование.

IPv6 изначально не может напрямую взаимодействовать с IPv4. По сути, он устанавливает параллельную версию Интернета, недоступную напрямую с помощью программного обеспечения IPv4. Это означает, что для сетевых устройств, которым необходимо обмениваться данными в обеих сетях, необходимы обновления программного обеспечения или средства трансляции. Практически все современные компьютерные операционные системы поддерживают обе версии Интернет-протокола. Сетевая инфраструктура, однако, все еще отстает в этом развитии. Помимо сложного набора физических подключений, составляющих его инфраструктуру, Интернет поддерживается двусторонними или многосторонними коммерческими контрактами, например.g., пиринговые соглашения, а также технические спецификации или протоколы, описывающие, как обмениваться данными по сети. Действительно, Интернет определяется его политиками соединений и маршрутизации.

Услуги

Интернет предоставляет множество сетевых услуг, в первую очередь Всемирную паутину, электронную почту, Интернет-телефонию и службы обмена файлами.

Всемирная паутина

Этот компьютер NeXT использовался Тимом Бернерсом-Ли в ЦЕРН и стал первым в мире веб-сервером.

Многие люди используют термины Интернет и World Wide Web или просто Web , взаимозаменяемые, но эти два термина не являются синонимами. Всемирная паутина — лишь одна из сотен служб, используемых в Интернете. Интернет — это глобальный набор документов, изображений и других ресурсов, логически связанных между собой гиперссылками и связанных с унифицированными идентификаторами ресурсов (URI). URI символически идентифицируют службы, серверы и другие базы данных, а также документы и ресурсы, которые они могут предоставить.Протокол передачи гипертекста (HTTP) — это основной протокол доступа к всемирной паутине. Веб-службы также используют HTTP, чтобы позволить программным системам взаимодействовать с целью совместного использования бизнес-логики и данных и обмена ими.

Программное обеспечение

для веб-браузера, такое как Microsoft Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera, Apple Safari и Google Chrome, позволяет пользователям переходить с одной веб-страницы на другую с помощью гиперссылок, встроенных в документы. Эти документы могут также содержать любую комбинацию компьютерных данных, включая графику, звуки, текст, видео, мультимедиа и интерактивный контент, который запускается, когда пользователь взаимодействует со страницей.Клиентское программное обеспечение может включать анимацию, игры, офисные приложения и научные демонстрации. Путем исследования Интернета на основе ключевых слов с использованием поисковых систем, таких как Yahoo! и Google, пользователи по всему миру имеют простой и мгновенный доступ к огромному количеству разнообразной онлайн-информации. По сравнению с печатными СМИ, книгами, энциклопедиями и традиционными библиотеками Всемирная паутина сделала возможной децентрализацию информации в больших масштабах.

Интернет также позволил отдельным лицам и организациям публиковать идеи и информацию для потенциально большой аудитории в Интернете при значительном сокращении затрат и задержек во времени.Публикация веб-страницы, блога или создание веб-сайта требует небольших начальных затрат, и доступно множество бесплатных услуг. Однако публикация и поддержка крупных профессиональных веб-сайтов с привлекательной, разнообразной и актуальной информацией по-прежнему является трудным и дорогостоящим делом. Многие люди, а также некоторые компании и группы используют веб-журналы или блоги, которые в основном используются как легко обновляемые онлайн-дневники. Некоторые коммерческие организации поощряютestaff давать советы в своих областях специализации в надежде, что посетители будут впечатлены экспертными знаниями и бесплатной информацией и в результате будут привлечены к работе в корпорации.

Одним из примеров такой практики является Microsoft, разработчики продуктов которой публикуют свои личные блоги, чтобы пробудить интерес публики к своей работе. Коллекции личных веб-страниц, опубликованные крупными поставщиками услуг, остаются популярными и становятся все более изощренными. В то время как такие операции, как Angelfire и GeoCities, существовали с первых дней Интернета, новые предложения, например, от Facebook и Twitter, в настоящее время имеют большое количество подписчиков. Эти операции часто позиционируют себя как услуги социальных сетей, а не просто как хосты веб-страниц.

Реклама на популярных веб-страницах может быть прибыльной, и электронная коммерция или продажа товаров и услуг напрямую через Интернет продолжает расти.

Когда Интернет развивался в 1990-х годах, типичная веб-страница хранилась в завершенной форме на веб-сервере, форматировалась в HTML, для передачи в веб-браузер в ответ на запрос. Со временем процесс создания и обслуживания веб-страниц стал динамичным, создавая гибкий дизайн, макет и контент. Веб-сайты часто создаются с использованием программного обеспечения для управления контентом, изначально с очень небольшим количеством контента.Участники этих систем, которые могут быть оплачиваемыми сотрудниками, членами организации или общественностью, заполняют базовые базы данных контентом с помощью страниц редактирования, предназначенных для этой цели, в то время как случайные посетители просматривают и читают этот контент в форме HTML. В процесс приема недавно введенного контента и предоставления его целевым посетителям могут быть или не быть системы редактирования, утверждения и безопасности.

Связь

Электронная почта — важная коммуникационная услуга, доступная в Интернете.Концепция отправки электронных текстовых сообщений между сторонами аналогично рассылке писем или служебных записок появилась еще до создания Интернета. Изображения, документы и другие файлы отправляются в виде вложений электронной почты. Электронные письма могут быть отправлены на несколько адресов электронной почты.

Интернет-телефония — еще одна распространенная услуга связи, ставшая возможной благодаря созданию Интернета. VoIP расшифровывается как Voice-over-Internet Protocol, имея в виду протокол, лежащий в основе всех коммуникаций в Интернете.Идея возникла в начале 1990-х годов с голосовых приложений, подобных рации для персональных компьютеров. В последние годы многие системы VoIP стали такими же простыми в использовании и удобными, как обычный телефон. Преимущество состоит в том, что, поскольку Интернет передает голосовой трафик, VoIP может быть бесплатным или стоить намного дешевле, чем традиционный телефонный звонок, особенно на большие расстояния и особенно для тех, у кого есть постоянные Интернет-соединения, такие как кабельное или ADSL. VoIP становится конкурентоспособной альтернативой традиционной телефонной связи.Взаимодействие между различными провайдерами улучшилось, и появилась возможность звонить или принимать звонок с традиционного телефона. Доступны простые и недорогие сетевые адаптеры VoIP, которые устраняют необходимость в персональном компьютере.

Качество передачи голоса по-прежнему может варьироваться от вызова к вызову, но часто такое же, как и при традиционных вызовах, и даже может превосходить его. К остальным проблемам для VoIP относятся набор телефонных номеров для экстренных служб и надежность. В настоящее время несколько провайдеров VoIP предоставляют услуги экстренной помощи, но они доступны не повсеместно.Старые традиционные телефоны без «дополнительных функций» могут питаться только от сети и работать во время сбоя питания; VoIP никогда не сможет сделать это без резервного источника питания для телефонного оборудования и устройств доступа в Интернет. VoIP также становится все более популярным в игровых приложениях как форма общения между игроками. Популярные клиенты VoIP для игр включают Ventrilo и Teamspeak. Современные игровые приставки также предлагают функции чата VoIP.

Передача данных

Совместное использование файлов — это пример передачи больших объемов данных через Интернет.Компьютерный файл можно отправить по электронной почте клиентам, коллегам и друзьям в качестве вложения. Его можно загрузить на веб-сайт или FTP-сервер, чтобы другие пользователи могли легко его загрузить. Его можно поместить в «общую папку» или на файловый сервер для мгновенного использования коллегами. Нагрузку на массовые загрузки для многих пользователей можно уменьшить за счет использования «зеркальных» серверов или одноранговых сетей. В любом из этих случаев доступ к файлу может контролироваться аутентификацией пользователя, передача файла через Интернет может быть скрыта с помощью шифрования, а деньги могут переходить из рук в руки для доступа к файлу.Цена может быть оплачена путем удаленного списания средств, например, с кредитной карты, данные которой также передаются — обычно в полностью зашифрованном виде — через Интернет. Происхождение и подлинность полученного файла можно проверить с помощью цифровых подписей, MD5 или других дайджестов сообщения. Эти простые функции Интернета во всем мире меняют производство, продажу и распространение всего, что может быть преобразовано в компьютерный файл для передачи. Это включает в себя всевозможные печатные публикации, программные продукты, новости, музыку, фильмы, видео, фотографии, графику и другие виды искусства.Это, в свою очередь, вызвало сейсмические сдвиги в каждой из существующих отраслей, которые ранее контролировали производство и распространение этой продукции.

Потоковое мультимедиа — это доставка цифровых мультимедиа в реальном времени для немедленного использования или удовольствия конечными пользователями. Многие радио- и телевещательные компании предоставляют в Интернете свои прямые аудио- и видеопродукции. Они также могут позволять просмотр или прослушивание со сдвигом во времени, например функции предварительного просмотра, классических клипов и повторного прослушивания. К этим провайдерам присоединился ряд чисто Интернет-вещателей, никогда не имевших лицензий на вещание.Это означает, что подключенное к Интернету устройство, такое как компьютер или что-то более конкретное, можно использовать для доступа к интерактивным медиа почти так же, как это было ранее возможно только с помощью телевизора или радиоприемника. Диапазон доступных типов контента намного шире: от специализированных технических веб-трансляций до популярных мультимедийных сервисов по запросу. Подкастинг — это разновидность этой темы, где — обычно аудиоматериал — загружается и воспроизводится на компьютере или переносится на портативный медиаплеер для прослушивания в дороге.Эти методы с использованием простого оборудования позволяют любому без цензуры или лицензионного контроля транслировать аудиовизуальные материалы по всему миру.

Потоковая передача цифрового мультимедиа увеличивает потребность в пропускной способности сети. Например, для стандартного качества изображения требуется скорость канала 1 Мбит / с для SD 480p, для качества HD 720p требуется 2,5 Мбит / с, а для высшего качества HDX требуется 4,5 Мбит / с для 1080p.

Веб-камеры

— это недорогое продолжение этого явления. Хотя некоторые веб-камеры могут воспроизводить видео с полной частотой кадров, изображение обычно маленькое или обновляется медленно.Пользователи Интернета могут наблюдать за животными у африканского водоема, за кораблями в Панамском канале, за движением на местных кольцевых развязках или следить за своими собственными помещениями в режиме реального времени. Комнаты для видеочатов и видеоконференцсвязь также популярны, и личные веб-камеры используются во многих случаях, как с двусторонним звуком, так и без него. YouTube был основан 15 февраля 2005 года и в настоящее время является ведущим веб-сайтом для бесплатной потоковой передачи видео с огромным количеством пользователей. Он использует веб-плеер на основе флэш-памяти для потоковой передачи и отображения видеофайлов.Зарегистрированные пользователи могут загружать неограниченное количество видео и создавать свой личный профиль. YouTube утверждает, что его пользователи смотрят сотни миллионов и ежедневно загружают сотни тысяч видео. В настоящее время YouTube также использует проигрыватель HTML5.

Социальное воздействие

Интернет открыл новые формы социального взаимодействия, деятельности и социальных объединений.

Пользователи

Интернет-пользователей на 100 жителей

интернет-пользователей по языкам.

языков содержания веб-сайтов.

Общее использование Интернета значительно выросло. С 2000 по 2009 год количество пользователей Интернета во всем мире выросло с 394 миллионов до 1,858 миллиарда. К 2010 году 22 процента населения мира имели доступ к компьютерам с 1 миллиардом запросов в Google каждый день, 300 миллионов пользователей Интернета читали блоги и 2 миллиарда видео просматривали ежедневно на YouTube. В 2014 году количество пользователей Интернета в мире превысило 3 миллиарда, или 43,6 процента мирового населения, но две трети пользователей были из самых богатых стран (78 из них).0 процентов населения стран Европы, пользующихся Интернетом, за которыми следуют 57,4 процента населения Северной и Южной Америки.

Преобладающим языком общения в Интернете был английский. Это может быть результатом происхождения Интернета, а также роли языка как лингва-франка. Ранние компьютерные системы были ограничены символами Американского стандартного кода обмена информацией (ASCII), подмножества латинского алфавита.

После английского (27%), наиболее востребованными языками во всемирной паутине являются китайский (25%), испанский (8%), японский (5%), португальский и немецкий (по 4%), арабский, французский и русский. (По 3%) и корейский (2%).По регионам 42% пользователей Интернета в мире находятся в Азии, 24% в Европе, 14% в Северной Америке, 10% в Латинской Америке и Карибском бассейне вместе взятых, 6% в Африке, 3% на Ближнем Востоке и 1 % в Австралии / Океании. Технологии Интернета в последние годы достаточно развиты, особенно в плане использования Unicode, поэтому имеются хорошие возможности для разработки и общения на широко используемых в мире языках. Однако некоторые сбои, такие как mojibake (неправильное отображение символов некоторых языков), все еще остаются.

В американском исследовании, проведенном в 2005 году, процент мужчин, пользующихся Интернетом, был немного выше, чем процент женщин, хотя эта разница изменилась на противоположную у лиц моложе 30 лет. Мужчины чаще входили в систему, проводили больше времени в сети и с большей вероятностью быть пользователями широкополосного доступа, тогда как женщины, как правило, больше использовали возможности для общения (например, электронную почту). Мужчины чаще использовали Интернет для оплаты счетов, участия в аукционах и для отдыха, например для загрузки музыки и видео.Мужчины и женщины в равной степени использовали Интернет для покупок и банковских операций. Более поздние исследования показывают, что в 2008 году женщин в большинстве социальных сетей, таких как Facebook и Myspace, было значительно больше, чем мужчин, хотя это соотношение менялось с возрастом. Кроме того, женщины смотрели больше потокового контента, а мужчины — больше. Что касается блогов, то мужчины чаще всего вели блоги; среди тех, кто ведет блог, мужчины чаще ведут профессиональный блог, а женщины — личные.

Согласно прогнозам Euromonitor International, к 2020 году 44% населения мира будут пользователями Интернета. В разбивке по странам в 2012 году Исландия, Норвегия, Швеция, Нидерланды и Дания имели самый высокий уровень проникновения Интернета по количеству пользователей. , доступ к которым имеют 93% и более населения.

Существует несколько неологизмов, относящихся к пользователям Интернета: «Нетизен» (от «гражданина сети») относится к тем, кто активно участвует в улучшении онлайн-сообществ, Интернета в целом или связанных с политическими делами и такими правами, как свобода слова, — ссылается Интернаут. Для операторов или технически способных пользователей Интернета цифровым гражданином называется лицо, использующее Интернет для участия в жизни общества, политики и правительства.

Использование

Интернет обеспечивает большую гибкость рабочего времени и местоположения, особенно с распространением безлимитных высокоскоростных соединений. Доступ к Интернету можно получить практически из любого места различными способами, в том числе через мобильные Интернет-устройства. Мобильные телефоны, карты данных, портативные игровые консоли и сотовые маршрутизаторы позволяют пользователям подключаться к Интернету без проводов. В пределах ограничений, накладываемых небольшими экранами и другими ограниченными возможностями таких карманных устройств, могут быть доступны услуги Интернета, включая электронную почту и Интернет.Поставщики услуг могут ограничивать предлагаемые услуги, а плата за мобильную передачу данных может быть значительно выше, чем при использовании других методов доступа.

Учебные материалы для всех уровней от дошкольного до докторантуры доступны на веб-сайтах. Примеры варьируются от CBeebies, через школьные и старшие школьные руководства и виртуальные университеты, до доступа к первоклассной научной литературе через Google Scholar. Что касается дистанционного обучения, помощи с домашними заданиями и другими заданиями, самостоятельного обучения, короткого досуга или просто поиска более подробной информации об интересном факте, людям никогда не было проще получить доступ к образовательной информации на любом уровне из любого места.Интернет в целом и World Wide Web в частности являются важными инструментами как формального, так и неформального образования. Кроме того, Интернет позволяет университетам, в частности исследователям социальных и поведенческих наук, проводить исследования удаленно через виртуальные лаборатории, с глубокими изменениями в охвате и обобщаемости результатов, а также в общении между учеными и в публикации результатов.

Низкая стоимость и почти мгновенный обмен идеями, знаниями и навыками значительно упростили совместную работу с помощью программного обеспечения для совместной работы.Группа может не только дешево общаться и обмениваться идеями, но и широкий охват Интернета позволяет таким группам легче формироваться. Примером этого является движение за бесплатное программное обеспечение, которое, среди прочего, создало Linux, Mozilla Firefox и OpenOffice.org. Интернет-чат, будь то чат-комната IRC, система обмена мгновенными сообщениями или веб-сайт социальной сети, позволяет коллегам оставаться на связи очень удобным способом, работая за своими компьютерами в течение дня. Сообщения можно обмениваться даже быстрее и удобнее, чем по электронной почте.Эти системы могут позволять обмениваться файлами, обмениваться рисунками и изображениями, а также осуществлять голосовой и видеосвязь между членами команды.

Системы управления контентом

позволяют сотрудникам групп работать над общими наборами документов одновременно, не нарушая при этом работу друг друга. Деловые и проектные группы могут обмениваться календарями, а также документами и другой информацией. Такое сотрудничество происходит в самых разных областях, включая научные исследования, разработку программного обеспечения, планирование конференций, политическую активность и творческое письмо.Социальное и политическое сотрудничество также становится все более распространенным по мере распространения доступа к Интернету и компьютерной грамотности.

Интернет позволяет пользователям компьютеров легко получать удаленный доступ к другим компьютерам и хранилищам информации, где бы они ни находились. Они могут делать это с компьютерной безопасностью или без нее, то есть технологиями аутентификации и шифрования, в зависимости от требований. Это стимулирует новые способы работы из дома, сотрудничества и обмена информацией во многих отраслях. Бухгалтер, сидящий дома, может проверять бухгалтерские книги компании, расположенной в другой стране, на сервере, расположенном в третьей стране, который удаленно обслуживается ИТ-специалистами в четвертой стране.Эти учетные записи могли быть созданы бухгалтером, работающим на дому, в других удаленных местах на основе информации, отправленной им по электронной почте из офисов по всему миру. Некоторые из этих вещей были возможны до широкого распространения Интернета, но стоимость выделенных частных линий сделала бы многие из них невозможными на практике. Офисный работник вдали от своего рабочего места, возможно, находясь на другом конце света в командировке или в отпуске, может получить доступ к своей электронной почте, получить доступ к своим данным с помощью облачных вычислений или открыть сеанс удаленного рабочего стола на своем офисном ПК с помощью защищенного виртуального Подключение к частной сети (VPN) в Интернете.Это может дать работнику полный доступ ко всем его обычным файлам и данным, включая электронную почту и другие приложения, находясь вне офиса. Системные администраторы называют это виртуальным частным кошмаром, поскольку он расширяет безопасный периметр корпоративной сети на удаленные места и дома ее сотрудников.

Социальные сети и развлечения

Многие люди используют всемирную паутину для доступа к новостям, погодным и спортивным сводкам, для планирования и бронирования отпусков и для достижения своих личных интересов.Люди используют чат, сообщения и электронную почту, чтобы поддерживать связь с друзьями по всему миру, иногда так же, как у некоторых раньше были друзья по переписке.

Веб-сайты социальных сетей, такие как Facebook, Twitter и Myspace, создали новые способы общения и взаимодействия. Пользователи этих сайтов могут добавлять на страницы самую разнообразную информацию, преследовать общие интересы и общаться с другими. Также возможно найти существующих знакомых, чтобы обеспечить общение между существующими группами людей.Такие сайты, как LinkedIn, способствуют развитию коммерческих и деловых связей. YouTube и Flickr специализируются на пользовательских видео и фотографиях.

В то время как сайты социальных сетей изначально предназначались только для частных лиц, сегодня они широко используются предприятиями и другими организациями для продвижения своих брендов, продвижения своих клиентов и поощрения публикаций к «вирусному» распространению. Некоторые организации также используют методы «черной шляпы» в социальных сетях, такие как спам-аккаунты и астротурфинг.

Риск как для отдельных лиц, так и для организаций, пишущих сообщения (особенно публичные) на веб-сайтах социальных сетей, заключается в том, что особенно глупые или противоречивые сообщения иногда приводят к неожиданной и, возможно, широкомасштабной негативной реакции в социальных сетях со стороны других пользователей Интернета.Это также риск, связанный со спорным поведением вне сети , если оно широко известно. Природа этой негативной реакции может варьироваться от контраргументов и публичных издевательств, через оскорбления и язык вражды до, в крайних случаях, изнасилования и угроз смертью. Эффект растормаживания в сети описывает склонность многих людей вести себя в сети более резко или агрессивно, чем при личной встрече. Значительное число женщин-феминисток подвергались различным формам преследований в ответ на сообщения, которые они размещали в социальных сетях, и Twitter, в частности, подвергался критике в прошлом за то, что недостаточно делал для помощи жертвам онлайн-злоупотреблений.

Для организаций такая негативная реакция может нанести общий ущерб бренду, особенно если о ней сообщают СМИ. Однако это не всегда так, поскольку любой ущерб, нанесенный бренду в глазах людей, придерживающихся мнения, противоположного мнению, представленному организацией, иногда может быть компенсирован усилением бренда в глазах других. Более того, если организация или человек уступают требованиям, которые другие считают ошибочными, это может спровоцировать ответную реакцию.

Некоторые веб-сайты, такие как Reddit, имеют правила, запрещающие публиковать личную информацию о физических лицах (также известную как доксинг), из-за опасений по поводу того, что такие публикации приводят к массовым притеснениям большого числа пользователей Интернета, преследующим конкретных лиц, идентифицированных таким образом.В частности, правило Reddit, запрещающее публикацию личной информации, широко понимается как подразумевающее, что все идентифицирующие фотографии и имена должны подвергаться цензуре на снимках экрана Facebook, размещаемых на Reddit. Однако толкование этого правила в отношении публичных публикаций в Твиттере менее однозначно, и в любом случае у единомышленников в сети есть много других способов, которыми они могут использовать, чтобы привлечь внимание друг друга к публичным постам в социальных сетях, с которыми они не согласны.

Дети также сталкиваются с опасностями в Интернете, такими как киберзапугивание и нападения сексуальных хищников, которые иногда сами выдают себя за детей.Дети также могут столкнуться с материалами, которые могут их расстроить, или с материалами, которые их родители считают не соответствующими возрасту. Из-за наивности они также могут публиковать в Интернете личную информацию о себе, что может подвергнуть их или их семьи риску, если их не предупредить об этом. Многие родители предпочитают включить интернет-фильтрацию и / или контролировать действия своих детей в Интернете, пытаясь защитить своих детей от нежелательных материалов в Интернете. Самые популярные сайты социальных сетей, такие как Facebook и Twitter, обычно запрещают доступ пользователям младше 13 лет.Однако эти правила, как правило, легко обойти, зарегистрировав учетную запись с ложной датой рождения, и многие дети в возрасте до 13 лет все равно присоединяются к таким сайтам. Также существуют сайты социальных сетей для детей младшего возраста, которые утверждают, что обеспечивают лучший уровень защиты детей.

Интернет был основным средством проведения досуга с момента его появления, с развлекательными социальными экспериментами, такими как MUD и MOO, которые проводились на университетских серверах, а связанные с юмором группы Usenet получали много трафика.Сегодня на многих интернет-форумах есть разделы, посвященные играм и веселым видео. Более 6 миллионов человек используют блоги или доски объявлений как средство общения и обмена идеями. Интернет порнография и азартные онлайн-игры промышленность воспользовались в World Wide Web, и часто обеспечивают существенный источник доходов от рекламы на других сайты. Хотя многие правительства пытались ограничить использование Интернета обеими отраслями, в целом это не смогло остановить их широкую популярность.

Изображение создано для конкурса GameSpy.

Еще одна сфера досуга в Интернете — многопользовательские игры. Эта форма отдыха создает сообщества, в которых люди любого возраста и происхождения наслаждаются динамичным миром многопользовательских игр. Они варьируются от MMORPG до шутеров от первого лица, от ролевых видеоигр до азартных игр онлайн. Хотя онлайн-игры существуют с 1970-х годов, современные режимы онлайн-игр начались с подписных сервисов, таких как GameSpy и MPlayer.Не подписчики были ограничены определенными типами игр или определенными играми. Многие люди используют Интернет для доступа и загрузки музыки, фильмов и других произведений для развлечения и отдыха. Для всех этих видов деятельности существуют бесплатные и платные услуги с использованием централизованных серверов и распределенных одноранговых технологий. Некоторые из этих источников уделяют больше внимания авторским правам оригинальных художников, чем другие.

Использование Интернета связано с одиночеством пользователей.Одинокие люди склонны использовать Интернет как выход для своих чувств и делиться своими историями с другими, например, в ветке «Я одинок, кто-нибудь заговорит со мной».

Киберсектантство — это новая организационная форма, которая включает: «очень рассредоточенные небольшие группы практикующих, которые могут оставаться в значительной степени анонимными в более широком социальном контексте и действовать в относительной секретности, но при этом удаленно связаны с более крупной сетью верующих, которые разделяют набор практик и практик». тексты, и часто общая преданность определенному лидеру.Зарубежные сторонники предоставляют финансирование и поддержку; отечественные практикующие распространяют брошюры, участвуют в актах сопротивления и делятся информацией о внутренней ситуации с посторонними. Коллективно члены и практикующие таких сект создают жизнеспособные виртуальные религиозные сообщества, обмениваясь личными свидетельствами и участвуя в коллективных исследованиях через электронную почту, онлайн-чаты и доски объявлений в Интернете ». В частности, британское правительство выразило обеспокоенность перспективой того, что молодых британских мусульман внушают исламскому экстремизму с помощью материалов в Интернете, их убеждают присоединиться к террористическим группам, таким как так называемое «Исламское государство», а затем потенциально совершать акты терроризм по возвращении в Великобританию после боев в Сирии или Ираке.

Cyberslacking может истощить корпоративные ресурсы; Согласно исследованию Peninsula Business Services за 2003 год, средний британский служащий тратил 57 минут в день на просмотр веб-страниц на работе. Интернет-зависимость — это чрезмерное использование компьютера, мешающее повседневной жизни. Психолог Николас Карр считает, что использование Интернета имеет и другие последствия для людей, например, улучшает навыки чтения и чтения и препятствует глубокому мышлению, которое ведет к истинному творчеству.

Электронный бизнес

Электронный бизнес ( e-business ) охватывает бизнес-процессы, охватывающие всю цепочку создания стоимости: закупки, управление цепочкой поставок, маркетинг, продажи, обслуживание клиентов и деловые отношения.Электронная коммерция стремится увеличить потоки доходов с помощью Интернета для построения и улучшения отношений с клиентами и партнерами.

По данным International Data Corporation, размер мировой электронной коммерции, если объединить глобальные транзакции между бизнесом и потребителями, равняется 16 триллионам долларов за 2013 год. В отчете Oxford Economics эти два суммируются, чтобы оценить общий размер. цифровой экономики на 20,4 трлн долларов, что эквивалентно примерно 13,8% мировых продаж.

Недостатки

Хотя об экономических преимуществах торговли с помощью Интернета написано много, есть также свидетельства того, что некоторые аспекты Интернета, такие как карты и услуги с привязкой к местоположению, могут способствовать усилению экономического неравенства и цифрового разрыва.Электронная торговля может быть ответственной за консолидацию и упадок семейного и обычного бизнеса, что приведет к увеличению неравенства доходов.

Автор Эндрю Кин, давний критик социальных преобразований, вызванных Интернетом, недавно сосредоточил внимание на экономических последствиях консолидации Интернет-бизнеса. Кин цитирует отчет Института местного самообеспечения за 2013 год, в котором говорится, что в обычных розничных сетях на каждые 10 миллионов долларов продаж приходится 47 человек, в то время как в Amazon работает только 14 человек.Аналогичным образом Airbnb, стартап по аренде комнат для 700 сотрудников, в 2014 году был оценен в 10 миллиардов долларов, что примерно вдвое меньше, чем у Hilton Hotels, в которой работает 152 000 человек. Интернет-стартап по совместному использованию автомобилей Uber насчитывает 1000 штатных сотрудников и оценивается в 18,2 миллиарда долларов, примерно столько же, сколько Avis и Hertz вместе взятые, в которых вместе работают почти 60 000 человек.

Работа на дому

Удаленная работа упрощается с помощью таких инструментов, как групповое ПО, виртуальные частные сети, конференц-связь, видеоконференцсвязь и передача голоса по IP (VOIP).Это может быть эффективным и полезным для компаний, поскольку позволяет сотрудникам общаться на большие расстояния, значительно экономя время и деньги в пути. Поскольку широкополосные подключения к Интернету становятся все более обычным явлением, все больше и больше сотрудников имеют дома достаточную полосу пропускания, чтобы использовать эти инструменты для подключения своего дома к корпоративной интрасети и внутренним телефонным сетям.

Краудсорсинг

Интернет представляет собой особенно хорошее место для краудсорсинга (передачи задач на аутсорсинг распределенной группе людей), поскольку люди, как правило, более открыты в веб-проектах, где их не осуждают или не изучают физически, и поэтому они могут чувствовать себя более комфортно при совместном использовании.

Краудсорсинговые системы используются для решения множества задач. Например, толпу можно пригласить для разработки новой технологии, выполнения задачи проектирования, уточнения или выполнения шагов алгоритма (см. Вычисления, выполняемые человеком) или помощи в сборе, систематизации или анализе больших объемов данных ( см. также гражданскую науку).

Вики также использовались в академическом сообществе для обмена и распространения информации через институциональные и международные границы.В этих условиях они были признаны полезными для сотрудничества при написании грантов, стратегическом планировании, ведомственной документации и работе комитетов. Ведомство США по патентам и товарным знакам использует вики-сайт, чтобы позволить общественности сотрудничать в поиске известного уровня техники, имеющего отношение к экспертизе находящихся на рассмотрении патентных заявок. Квинс, штат Нью-Йорк, использовал вики-сайт, чтобы позволить гражданам сотрудничать при проектировании и планировании местного парка.

Английская Википедия имеет самую большую базу пользователей среди вики-сайтов во всемирной паутине и входит в десятку лучших среди всех веб-сайтов по посещаемости.

Политика и политические революции

Баннер

в Бангкоке во время тайского государственного переворота 2014 г., информирующий тайскую общественность о том, что действия «лайк» или «поделиться» в социальных сетях могут привести к тюремному заключению (наблюдение 30 июня 2014 г.).

Интернет приобрел новую актуальность как политический инструмент. Президентская кампания Говарда Дина в 2004 году в США была отмечена успехом в привлечении пожертвований через Интернет. Многие политические группы используют Интернет для достижения нового метода организации для выполнения своей миссии, что породило Интернет-активизм, в первую очередь практикуемый повстанцами во время «арабской весны».

The New York Times предположила, что веб-сайты социальных сетей, такие как Facebook и Twitter, помогали людям организовывать политические революции в Египте, помогая активистам организовывать протесты, сообщать о недовольстве и распространять информацию.

Потенциал Интернета как гражданского инструмента коммуникативной силы был исследован Саймоном Р. Б. Бердалом в его диссертации 2004 года:

Поскольку глобально развивающийся Интернет предоставляет все новые точки доступа к виртуальным дискуссионным форумам, он также способствует развитию новых гражданских отношений и ассоциаций, внутри которых может течь и накапливаться коммуникативная сила.Таким образом, традиционно … встроенные в страну периферии запутываются в более крупные международные периферии с более сильными объединенными полномочиями … Как следствие, Интернет меняет топологию модели «центр-периферия», стимулируя традиционные периферии к объединению в «супер-» периферия », которые охватывают и« осаждают »сразу несколько центров.

Бердал, таким образом, расширяет хабермасианское понятие публичной сферы до Интернета и подчеркивает присущий ему глобальный и гражданский характер, который обеспечивают переплетенные Интернет-технологии.Чтобы ограничить растущий гражданский потенциал Интернета, Бердал также отмечает, что те, кому он угрожает, вводят «меры самозащиты»:

Если мы рассмотрим попытки Китая отфильтровать «неподходящий материал» из Интернета, большинство из нас согласятся, что это напоминает меру самозащиты системы против растущего гражданского потенциала Интернета. Тем не менее, оба типа представляют собой ограничения для «периферийных возможностей». Таким образом, китайское правительство пытается помешать наращиванию и раскрытию коммуникативной силы (как предполагает восстание на площади Тяньаньмэнь в 1989 году, правительство может счесть целесообразным принять «меры в восходящем направлении»).Несмотря на свои ограниченные возможности, Интернет оказывается инструментом расширения возможностей и для периферии Китая: аналитики полагают, что Интернет-петиции повлияли на реализацию политики в пользу выраженной в Интернете воли общественности…

Случаи политически мотивированной цензуры в Интернете зарегистрированы во многих странах, включая западные демократии.

Филантропия

Распространение недорогого доступа в Интернет в развивающихся странах открыло новые возможности для одноранговых благотворительных организаций, которые позволяют отдельным лицам вносить небольшие суммы в благотворительные проекты для других лиц.Веб-сайты, такие как DonorsChoose и GlobalGiving, позволяют мелким донорам направлять средства на отдельные проекты по своему выбору.

Популярным направлением благотворительности в Интернете является использование однорангового кредитования в благотворительных целях. Kiva впервые применила эту концепцию в 2005 году, предложив первую веб-службу для публикации индивидуальных профилей кредитов для финансирования. Kiva собирает средства для местных посреднических микрофинансовых организаций, которые публикуют истории и новости от имени заемщиков.Кредиторы могут внести всего 25 долларов в ссуды по своему выбору и получить свои деньги обратно по мере погашения заемщиками. Kiva не является чистой одноранговой благотворительной организацией, поскольку кредиты выдаются до того, как их финансируют кредиторы, а заемщики сами не общаются с кредиторами.

Однако недавнее распространение недорогого доступа в Интернет в развивающихся странах сделало настоящую международную благотворительность между людьми все более осуществимой. В 2009 году некоммерческая организация Zidisha из США воспользовалась этой тенденцией, чтобы предложить первую платформу для личного микрофинансирования, которая связывает кредиторов и заемщиков через международные границы без посредников.Члены могут финансировать ссуды всего на один доллар, которые заемщики затем используют для развития деловой активности, которая улучшает доходы их семей, выплачивая ссуды членам с процентами. Заемщики выходят в Интернет через общедоступные киберкафе, дарят ноутбуки деревенским школам и даже смартфоны, а затем создают свои собственные страницы профиля, через которые они обмениваются фотографиями и информацией о себе и своем бизнесе. Выплачивая ссуды, заемщики продолжают делиться обновлениями и диалогами с кредиторами через страницы своих профилей.Это прямое интернет-соединение позволяет участникам самим брать на себя многие задачи по общению и записи, традиционно выполняемые местными организациями, минуя географические барьеры и резко снижая стоимость микрофинансовых услуг для предпринимателей.

Безопасность

Многие компьютерные ученые описывают Интернет как «яркий пример крупномасштабной, высокотехнологичной, но очень сложной системы». Было обнаружено, что структура очень устойчива к случайным сбоям, но при этом очень уязвима для преднамеренных атак.

Структура Интернета и характеристики ее использования были тщательно изучены, а также исследована возможность разработки альтернативных структур.

Интернет-ресурсы, аппаратные и программные компоненты являются целью злонамеренных попыток получить неавторизованный контроль, чтобы вызвать прерывания или получить доступ к частной информации. К таким попыткам относятся компьютерные вирусы, которые копируются с помощью людей, компьютерные черви, которые копируют себя автоматически, атаки типа «отказ в обслуживании», программы-вымогатели, бот-сети и шпионское ПО, которое сообщает об активности и вводе данных пользователями.Обычно эти действия представляют собой киберпреступность. Теоретики обороны также размышляли о возможностях кибервойны с использованием аналогичных методов в больших масштабах.

Наблюдение

Подавляющее большинство компьютерных систем наблюдения включает в себя мониторинг данных и трафика в Интернете. В Соединенных Штатах, например, в соответствии с Законом об оказании помощи правоохранительным органам в области связи все телефонные звонки и широкополосный интернет-трафик (электронная почта, веб-трафик, обмен мгновенными сообщениями и т. Д.) должны быть доступны для беспрепятственного мониторинга в реальном времени со стороны федеральных правоохранительных органов.

Захват пакетов (также иногда называемый «анализом пакетов») — это мониторинг трафика данных в компьютерной сети. Компьютеры общаются через Интернет, разбивая сообщения (электронные письма, изображения, видео, веб-страницы, файлы и т. Д.) На небольшие фрагменты, называемые «пакетами», которые маршрутизируются через сеть компьютеров, пока не достигнут пункта назначения, где они находятся. снова собраны в законченное «сообщение».Packet Capture Appliance перехватывает эти пакеты по мере их прохождения по сети, чтобы исследовать их содержимое с помощью других программ. Захват пакетов — это средство сбора информации , но не средство анализа . То есть он собирает «сообщения», но не анализирует их и не выясняет, что они означают. Другие программы необходимы для выполнения анализа трафика и фильтрации перехваченных данных в поисках важной / полезной информации. В соответствии с Законом об оказании помощи правоохранительным органам в области связи все U.S. поставщики телекоммуникационных услуг должны установить технологию перехвата пакетов, чтобы позволить федеральным правоохранительным органам и спецслужбам перехватывать весь широкополосный Интернет и голосовой трафик своих клиентов по протоколу Интернет (VoIP).

Эти анализаторы пакетов собирают слишком много данных, чтобы исследователи могли вручную их просмотреть. Таким образом, автоматизированные компьютеры для наблюдения за Интернетом просеивают огромное количество перехваченного интернет-трафика, отфильтровывают и сообщают исследователям те фрагменты информации, которые являются «интересными» — например, использование определенных слов или фраз при посещении определенных типов веб-сайтов, или общение по электронной почте или в чате с определенным человеком или группой.Миллиарды долларов в год тратятся такими агентствами, как Управление информационной безопасности, АНБ, GCHQ и ФБР, на разработку, покупку, внедрение и эксплуатацию систем, которые перехватывают и анализируют все эти данные и извлекают только ту информацию, которая является пригодится правоохранительным органам и спецслужбам.

Подобные системы сейчас используются иранской секретной полицией для выявления и пресечения диссидентов. Все необходимое оборудование и программное обеспечение якобы были установлены немецкими Siemens AG и финской Nokia.

Цензура

Цензура и наблюдение в Интернете по странам

Правительства некоторых стран, например, Бирмы, Ирана, Северной Кореи, материкового Китая, Саудовской Аравии и Объединенных Арабских Эмиратов, ограничивают доступ к контенту в Интернете на своей территории, особенно к политическому и религиозному контенту, с помощью фильтров доменных имен и ключевых слов. .

В Норвегии, Дании, Финляндии и Швеции основные провайдеры Интернет-услуг добровольно согласились ограничить доступ к сайтам, перечисленным властями.Хотя этот список запрещенных ресурсов должен содержать только известные сайты порнографии ребенка, содержание списка является тайным. Многие страны, включая Соединенные Штаты, приняли законы против хранения или распространения определенных материалов, такие, как детская порнография, через Интернет, но не мандат программного фильтра. Многие бесплатные или коммерчески доступные компьютерные программы, называемые Контент-фильтр доступны пользователям блокировать оскорбительный веб-сайты на отдельных компьютерах или сетях для того, чтобы ограничить доступ детей к порнографическим материалам или изображению насилия.

Производительность

Поскольку Интернет является неоднородной сетью, физические характеристики, включая, например, скорость передачи данных в соединениях, сильно различаются. Он демонстрирует возникающие явления, которые зависят от его крупномасштабной организации.

Отключения

Отключение или отключение Интернета может быть вызвано прерываниями локальной сигнализации. Обрывы подводных кабелей связи могут вызвать отключение электроэнергии или замедление движения на больших территориях, как, например, в случае обрыва подводного кабеля в 2008 году.Менее развитые страны более уязвимы из-за небольшого количества каналов с высокой пропускной способностью. Наземные кабели также уязвимы, как в 2011 году, когда женщина, раскапывающая металлолом, оборвала большую часть коммуникаций в Армении. Отключение Интернета, затрагивающее почти целые страны, может быть достигнуто правительствами как форма цензуры Интернета, как, например, в случае блокировки Интернета в Египте, когда примерно 93% сетей остались без доступа в 2011 году в попытке остановить мобилизацию для антиправительственных протестов. .

Энергопотребление

В 2011 году исследователи подсчитали, что энергия, используемая Интернетом, составляет от 170 до 307 ГВт, что составляет менее двух процентов энергии, потребляемой человечеством. Эта оценка включала в себя энергию, необходимую для создания, эксплуатации и периодической замены примерно 750 миллионов ноутбуков, миллиарда смартфонов и 100 миллионов серверов по всему миру, а также энергию, потребляемую маршрутизаторами, вышками сотовой связи, оптическими коммутаторами, передатчиками Wi-Fi и облачным хранилищем. устройства используют при передаче интернет-трафика.

Сеть и связь — Информационные системы для бизнеса и не только

Дэйв Буржуа и Дэвид Т. Буржуа

После успешного завершения этой главы вы сможете:

• разбираться в истории и развитии сетевых технологий;
• определяет ключевые термины, связанные с сетевыми технологиями;
• понимает важность широкополосных технологий; и
• описывает организационную сеть.

Обратите внимание, что обновленное издание этой книги доступно на https://opentextbook.site. Если вам не обязательно использовать эту версию для курса, вы можете попробовать ее.

На заре компьютерных технологий компьютеры рассматривались как устройства для выполнения вычислений, хранения данных и автоматизации бизнес-процессов. Однако по мере развития устройств стало очевидно, что многие телекоммуникационные функции могут быть интегрированы в компьютер.В течение 1980-х годов многие организации начали объединять свои когда-то отдельные отделы телекоммуникаций и информационных систем в отдел информационных технологий или ИТ. Эта способность компьютеров взаимодействовать друг с другом и, что, возможно, более важно, облегчать общение между отдельными людьми и группами, была важным фактором роста компьютерных технологий за последние несколько десятилетий.

Создание компьютерных сетей началось в 1960-х годах с рождением Интернета, как мы увидим ниже.Однако по мере развития Интернета и Интернета корпоративные сети также принимали форму локальных сетей и клиент-серверных вычислений. В 1990-х годах, когда Интернет достиг совершеннолетия, Интернет-технологии начали проникать во все области организации. Теперь, когда Интернет стал глобальным явлением, было бы немыслимо иметь компьютер, не имеющий коммуникационных возможностей. В этой главе мы рассмотрим различные технологии, которые были внедрены, чтобы осуществить эту коммуникационную революцию.

В начале: ARPANET

История Интернета и сетей в целом восходит к концу 1950-х годов. США находились в разгаре холодной войны с СССР, и каждая нация внимательно наблюдала за другой, чтобы определить, какая из них получит военное или разведывательное преимущество. В 1957 году Советы удивили США запуском спутника, который отправил нас в космическую эру. В ответ на сообщение Sputnik правительство США создало Агентство перспективных исследовательских проектов (ARPA), первоначальная задача которого заключалась в том, чтобы США больше не удивили.Интернет впервые возник на базе ARPA, которая теперь называется DARPA (Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов).

ARPA была центром компьютерных исследований в 1960-х годах, но была только одна проблема: многие компьютеры не могли общаться друг с другом. В 1968 году ARPA разослало запрос предложений по коммуникационной технологии, которая позволила бы объединить разные компьютеры, расположенные по всей стране, в одну сеть. Двенадцать компаний откликнулись на запрос, и компания под названием Bolt, Beranek and Newman (BBN) выиграла контракт.Они сразу приступили к работе и смогли завершить ее всего через год: в сентябре 1969 года была включена ARPANET. Первые четыре узла были в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, Стэнфорде, Массачусетском технологическом институте и Университете Юты.

Интернет и всемирная паутина

В течение следующего десятилетия ARPANET росла и набирала популярность. В это время появились и другие сети. Разные организации были подключены к разным сетям. Это привело к проблеме: сети не могли общаться друг с другом.Каждая сеть использовала свой собственный проприетарный язык или протокол (определение протокола см. На боковой панели) для передачи информации туда и обратно. Эта проблема была решена изобретением протокола управления передачей / Интернет-протокола (TCP / IP). TCP / IP был разработан, чтобы позволить сетям, работающим на разных протоколах, иметь промежуточный протокол, который позволил бы им обмениваться данными. Итак, пока ваша сеть поддерживает TCP / IP, вы можете общаться со всеми другими сетями, использующими TCP / IP.TCP / IP быстро стал стандартным протоколом и позволил сетям общаться друг с другом. Именно благодаря этому прорыву мы впервые получили термин Internet , который просто означает «взаимосвязанная сеть сетей».

Боковая панель: Урок Интернет-словаря

Сетевое общение наполнено некоторыми очень техническими концепциями, основанными на некоторых простых принципах. Изучите приведенные ниже условия, и вы сможете отстаивать свою позицию в разговоре об Интернете.

• Пакет : основная единица данных, передаваемых через Интернет. Когда устройство намеревается отправить сообщение другому устройству (например, ваш компьютер отправляет запрос на YouTube, чтобы открыть видео), оно разбивает сообщение на более мелкие части, называемые пакетами. В каждом пакете есть адрес отправителя, адрес назначения, порядковый номер и часть общего сообщения, которое нужно отправить.
• Концентратор : Простое сетевое устройство, которое подключает другие устройства к сети и отправляет пакеты всем подключенным к нему устройствам.
• Мост : сетевое устройство, которое соединяет две сети вместе и пропускает только те пакеты, которые необходимы.
• Коммутатор : Сетевое устройство , которое соединяет несколько устройств вместе и фильтрует пакеты в зависимости от их назначения в подключенных устройствах.
• Маршрутизатор : устройство, которое принимает и анализирует пакеты, а затем направляет их к месту назначения. В некоторых случаях маршрутизатор отправляет пакет другому маршрутизатору; в других случаях он отправит его прямо по назначению.
• IP-адрес : Каждому устройству, которое обменивается данными в Интернете, будь то персональный компьютер, планшет, смартфон или что-либо еще, назначается уникальный идентификационный номер, называемый IP-адресом (Интернет-протокол). Исторически в качестве стандарта IP-адресов использовался IPv4 (версия 4), который имеет формат четырех чисел от 0 до 255, разделенных точкой. Например, домен Saylor.org имеет IP-адрес 107.23.196.166. Стандарт IPv4 имеет ограничение в 4 294 967 296 возможных адресов.По мере распространения использования Интернета количество необходимых IP-адресов выросло до такой степени, что использование адресов IPv4 будет исчерпано. Это привело к появлению нового стандарта IPv6, который в настоящее время вводится поэтапно. Стандарт IPv6 отформатирован как восемь групп из четырех шестнадцатеричных цифр, например 2001: 0db8: 85a3: 0042: 1000: 8a2e: 0370: 7334. Стандарт IPv6 имеет ограничение в 3,4 × 10 ³⁸ возможных адресов. Дополнительные сведения о новом стандарте IPv6 см. В этой статье в Википедии.
• Доменное имя : Если бы вам пришлось попытаться запомнить IP-адрес каждого веб-сервера, к которому вы хотите получить доступ, Интернет не был бы таким простым в использовании. Доменное имя — это понятное для человека имя устройства в Интернете. Эти имена обычно состоят из описательного текста, за которым следует домен верхнего уровня (TLD). Например, доменное имя Википедии — wikipedia.org; Википедия , описывает организацию, а . org — домен верхнего уровня.В данном случае TLD .org предназначен для некоммерческих организаций. Другие известные TLD включают .com , .net и .gov . Полный список и описание доменных имен можно найти в этой статье в Википедии.
• DNS : DNS означает «система доменных имен», которая действует как каталог в Интернете. Когда поступает запрос на доступ к устройству с доменным именем, запрашивается DNS-сервер. Он возвращает IP-адрес запрошенного устройства, обеспечивая правильную маршрутизацию.
• Коммутация пакетов : когда пакет отправляется с одного устройства через Интернет, он не следует по прямому пути к месту назначения. Вместо этого он передается от одного маршрутизатора к другому через Интернет, пока не достигнет места назначения. Фактически, иногда два пакета из одного и того же сообщения будут идти по разным маршрутам! Иногда пакеты приходят к месту назначения не по порядку. Когда это происходит, принимающее устройство восстанавливает их надлежащий порядок. Дополнительные сведения о коммутации пакетов см. На этой интерактивной веб-странице.
• Протокол : В компьютерных сетях протокол — это набор правил, которые позволяют двум (или более) устройствам обмениваться информацией по сети.

Использование Интернета во всем мире в течение 24 часов (щелкните, чтобы перейти на сайт происхождения). (Общественное достояние. Любезно предоставлено проектом Internet Census 2012).

По мере того, как мы приближались к 1980-м годам, компьютеры добавлялись в Интернет все чаще. Эти компьютеры были в основном от государственных, академических и исследовательских организаций.К большому удивлению инженеров, ранняя популярность Интернета была обусловлена ​​использованием электронной почты (см. Врезку ниже).

В те дни пользоваться Интернетом было непросто. Чтобы получить доступ к информации на другом сервере, вы должны были знать, как вводить команды, необходимые для доступа к нему, а также знать имя этого устройства. Все изменилось в 1990 году, когда Тим Бернерс-Ли представил свой проект World Wide Web, который предоставил простой способ навигации в Интернете с помощью связанного текста (гипертекста).Всемирная паутина набрала обороты с выпуском браузера Mosaic в 1993 году, который позволил объединять графику и текст для представления информации и навигации в Интернете. Браузер Mosaic стал популярным и вскоре был заменен первым коммерческим веб-браузером Netscape Navigator в 1994 году. Теперь Интернет и Всемирная паутина были готовы к развитию. На диаграмме ниже показан рост пользователей с первых дней до настоящего времени.

Рост использования Интернета, 1995–2012 гг. (Нажмите, чтобы увеличить).Данные взяты с InternetWorldStats.com.

Пузырь Dot-Com

В 1980-х и начале 1990-х годов управление Интернетом осуществлял Национальный научный фонд (NSF). NSF ограничил коммерческие предприятия в Интернете, а это означало, что никто не мог покупать или продавать что-либо в Интернете. В 1991 году NSF передал свою роль трем другим организациям, таким образом выведя правительство США из-под прямого контроля над Интернетом и, по сути, открыв онлайн-торговлю.

Эта новая коммерциализация Интернета привела к тому, что сейчас известно как пузырь доткомов.В конце 1990-х годов произошел безумный рост инвестиций в новые компании доткомов, который ежедневно поднимал фондовый рынок до новых высот. Этот инвестиционный пузырь был вызван тем фактом, что инвесторы знали, что онлайн-торговля все изменит. К сожалению, у многих из этих новых компаний были плохие бизнес-модели, и в итоге у них почти ничего не было, чтобы показать все вложенные в них средства. В 2000 и 2001 годах пузырь лопнул, и многие из этих новых компаний прекратили свою деятельность. Многие компании также выжили, включая все еще процветающую Amazon (начатую в 1994 г.) и eBay (1995 г.).После того, как пузырь доткомов лопнул, стала очевидна новая реальность: для того, чтобы добиться успеха в сети, компаниям электронного бизнеса необходимо разработать реальные бизнес-модели и показать, что они могут выжить в финансовом отношении, используя эту новую технологию.

Веб 2.0

В первые несколько лет существования всемирной паутины создание и установка веб-сайта требовали определенного набора знаний: вы должны были знать, как настроить сервер во всемирной паутине, как получить доменное имя, как писать веб-страницы в HTML и устранять различные технические проблемы по мере их появления.Тот, кто выполнял эту работу для веб-сайта, стал известен как веб-мастер.

По мере того, как Интернет становился все более популярным, становилось все более очевидным, что те, у кого не было навыков, чтобы быть веб-мастером, по-прежнему хотели создавать онлайн-контент и иметь свой собственный кусок сети. Эта потребность была удовлетворена с помощью новых технологий, которые обеспечили основу веб-сайта для тех, кто хотел размещать контент в Интернете. Blogger и Wikipedia являются примерами этих ранних приложений Web 2.0, которые позволяли любому, у кого есть что-то сказать, место, куда можно пойти и сказать, без необходимости понимания HTML или технологии веб-сервера.

Начиная с начала 2000-х, приложения Web 2.0 открыли второй пузырь оптимизма и инвестиций. Казалось, что каждому нужен собственный блог или сайт для обмена фотографиями. Вот некоторые из компаний, которые достигли совершеннолетия за это время: MySpace (2003), Photobucket (2003), Flickr (2004), Facebook (2004), WordPress (2005), Tumblr (2006) и Twitter (2006). Окончательным свидетельством того, что Web 2.0 завоевал популярность, стало то, что в 2006 году журнал Time назвал «You» своим «Человеком года».

Боковая панель: электронная почта — «убийственное» приложение для Интернета

Когда был создан персональный компьютер, он был отличной игрушкой для любителей высоких технологий и программистов. Однако, как только электронная таблица была изобретена, компании обратили на нее внимание, а остальное уже история. Электронная таблица была смертоносным приложением для персонального компьютера: люди покупали ПК только для того, чтобы запускать электронные таблицы.

Интернет изначально создавался как способ для ученых и исследователей обмениваться информацией и вычислительными мощностями между собой.Однако, как только была изобретена электронная почта, спрос на Интернет начал расти. Разработчики не имели в виду этого, но оказалось, что люди, соединяющиеся с людьми, были убийственным приложением для Интернета.

Сегодня мы снова наблюдаем это в социальных сетях, в частности, в Facebook. Многие из тех, кто не был убежден в необходимости присутствия в Интернете, теперь чувствуют себя обделенными без учетной записи Facebook. Связи, устанавливаемые между людьми, использующими приложения Web 2.0, такие как Facebook, на своих компьютерах или смартфонах, снова стимулируют рост.

Боковая панель: Интернет и всемирная паутина — разные вещи

Часто термины «Интернет» и «Всемирная паутина» или даже просто «Интернет» используются как синонимы. Но на самом деле это , а не , это совсем не одно и то же! Интернет — это взаимосвязанная сеть сетей. Многие службы работают через Интернет: электронная почта, голос и видео, передача файлов и, да, всемирная паутина.

Всемирная паутина — это просто часть Интернета.Он состоит из веб-серверов, на которых есть HTML-страницы, которые просматриваются на устройствах с веб-браузерами. Это действительно так просто.

Рост широкополосного доступа

На заре Интернета большая часть доступа осуществлялась через модем по аналоговой телефонной линии. Модем (сокращение от «модулятор-демодулятор») был подключен к входящей телефонной линии и компьютеру, чтобы подключить вас к сети. Скорость измерялась в битах в секунду (бит / с), и с годами скорость выросла с 1200 до 56 000 бит / с.Подключение к Интернету через эти модемы называется dial-up access. Коммутируемый доступ был очень неудобным, потому что он занимал телефонную линию. По мере того, как Интернет становился все более и более интерактивным, использование удаленного доступа также затрудняло использование, поскольку пользователи хотели передавать все больше и больше данных. Для сравнения: загрузка типичной песни размером 3,5 МБ займет 24 минуты при 1200 бит / с и 2 минуты при 28 800 бит / с.

Широкополосное соединение определяется как соединение со скоростью не менее 256 000 бит / с, хотя сегодня большинство соединений намного быстрее, измеряется в миллионах бит в секунду (мегабитах или мегабитах) или даже миллиардах (гигабитах).Для домашнего пользователя широкополосное соединение обычно осуществляется через линии кабельного телевидения или телефонные линии (DSL). И у кабеля, и у DSL одинаковые цены и скорости, хотя каждый может обнаружить, что один лучше, чем другой для их конкретной области. Скорости для кабеля и DSL могут варьироваться в разное время дня или недели, в зависимости от того, какой объем трафика данных используется. В более удаленных районах, где кабельные и телефонные компании не предоставляют доступа, домашнее подключение к Интернету может быть выполнено через спутник.Средняя скорость домашнего широкополосного доступа составляет от 3 до 30 Мбит / с. При скорости 10 Мбит / с загрузка обычной песни размером 3,5 Мб займет менее секунды. Для предприятий, которым требуется большая пропускная способность и надежность, телекоммуникационные компании могут предоставить другие варианты, например линии T1 и T3.

Рост использования широкополосного доступа (Источник: исследования Pew Internet и American Life Project)

Широкополосный доступ важен, поскольку он влияет на использование Интернета. Когда у сообщества есть доступ к широкополосной связи, это позволяет им больше взаимодействовать в сети и в целом увеличивает использование цифровых инструментов.Доступ к широкополосной связи в настоящее время считается одним из основных прав человека Организацией Объединенных Наций, как заявлено в их заявлении от 2011 года:

«Технологии широкополосной связи коренным образом меняют наш образ жизни», — заявила Комиссия по широкополосной связи для цифрового развития, созданная в прошлом году Организацией ООН по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО) и Международным союзом электросвязи ООН (МСЭ). Broadband Challenge »на саммите лидеров в Женеве.

«Жизненно важно, чтобы никто не был исключен из новых глобальных обществ знаний, которые мы строим.Мы считаем, что общение — это не просто человеческая потребность — это право ».

Беспроводная сеть

Сегодня мы привыкли иметь доступ к Интернету, где бы мы ни находились. Наши смартфоны могут выходить в Интернет; Starbucks предоставляет беспроводные «точки доступа» для наших ноутбуков или iPad. Эти беспроводные технологии сделали доступ в Интернет более удобным и сделали такие устройства, как планшеты и ноутбуки, намного более функциональными. Давайте рассмотрим некоторые из этих беспроводных технологий.

Wi-Fi

Wi-Fi — это технология, которая преобразует интернет-сигнал в радиоволны.Эти радиоволны могут улавливаться в радиусе примерно 65 футов устройствами с беспроводным адаптером. За прошедшие годы было разработано несколько спецификаций Wi-Fi, начиная с 802.11b (1999), затем спецификации 802.11g в 2003 году и 802.11n в 2009 году. Каждая новая спецификация улучшала скорость и дальность действия Wi-Fi, что позволяло больше использует. Одно из основных мест использования Wi-Fi — это дом. Домашние пользователи покупают маршрутизаторы Wi-Fi, подключают их к своим широкополосным соединениям, а затем подключают несколько устройств через Wi-Fi.

Мобильная сеть

По мере того, как мобильный телефон эволюционировал в смартфон, стремление к доступу в Интернет на этих устройствах привело к включению сетей передачи данных в сеть мобильной связи. В то время как подключение к Интернету было технически доступно раньше, на самом деле с выпуском сетей 3G в 2001 г. (2002 г. в США) смартфоны и другие сотовые устройства могли получать доступ к данным из Интернета. Эта новая возможность привела к появлению на рынке новых и более мощных смартфонов, таких как iPhone, представленный в 2007 году.В 2011 году операторы беспроводной связи начали предлагать скорость передачи данных 4G, предоставляя сотовым сетям те же скорости, которые клиенты привыкли получать через домашнее соединение.

Боковая панель: Почему мой мобильный телефон не работает, когда я путешествую за границу?

По мере развития технологий мобильной связи провайдеры в разных странах выбирают разные стандарты связи для своих сетей мобильной связи. В США существуют два конкурирующих стандарта: GSM (используется AT&T и T-Mobile) и CDMA (используется другими основными операторами связи).У каждого стандарта есть свои плюсы и минусы, но суть в том, что телефоны, использующие один стандарт, не могут легко переключиться на другой. В США это не имеет большого значения, поскольку существуют мобильные сети, поддерживающие оба стандарта. Но когда вы путешествуете в другие страны, вы обнаружите, что большинство из них используют сети GSM, за одним большим исключением является Япония, которая стандартизировала CDMA. Мобильный телефон, использующий один тип сети, может переключиться на другой тип сети, отключив SIM-карту, которая контролирует ваш доступ к мобильной сети.Однако это сработает не во всех случаях. Если вы путешествуете за границу, всегда лучше проконсультироваться с вашим оператором мобильной связи, чтобы определить лучший способ доступа к мобильной сети.

Bluetooth

Хотя Bluetooth обычно не используется для подключения устройства к Интернету, это важная беспроводная технология, обеспечивающая множество функций, которые используются каждый день. Созданный в 1994 году компанией Ericsson, он был предназначен для замены проводных соединений между устройствами. Сегодня это стандартный метод беспроводного подключения ближайших устройств.Bluetooth имеет радиус действия около 300 футов и потребляет очень мало энергии, что делает его отличным выбором для множества целей. Некоторые приложения Bluetooth включают в себя: подключение принтера к персональному компьютеру, подключение мобильного телефона и гарнитуры, подключение беспроводной клавиатуры и мыши к компьютеру и подключение пульта дистанционного управления для презентации, сделанной на персональном компьютере.

Типичное VoIP-общение. Изображение любезно предоставлено BroadVoice.

Растущий класс данных, передаваемых через Интернет, — это голосовые данные.Протокол, называемый voice over IP, или VoIP, позволяет преобразовывать звуки в цифровой формат для передачи через Интернет, а затем воссоздавать на другом конце. Благодаря использованию многих существующих технологий и программного обеспечения голосовая связь через Интернет теперь доступна любому, у кого есть браузер (например, Skype, Google Hangouts). Помимо этого, многие компании теперь предлагают телефонные услуги на основе VoIP для бизнеса и домашнего использования.

LAN и WAN

Объем бизнес-сетей

В то время как Интернет развивался и давал организациям возможность связываться друг с другом и с миром, внутри организаций происходила еще одна революция.Распространение персональных компьютеров внутри организаций привело к необходимости совместного использования ресурсов, таких как принтеры, сканеры и данные. Организации решили эту проблему путем создания локальных вычислительных сетей (ЛВС), которые позволили компьютерам подключаться друг к другу и к периферийным устройствам. Эти же сети также позволяли персональным компьютерам подключаться к устаревшим мэйнфреймам.

LAN — это (по определению) локальная сеть, обычно работающая в том же здании или в одном кампусе.Когда организации требовалось предоставить сеть на более широкой территории (например, с местоположениями в разных городах или штатах), они строили глобальную сеть (WAN).

Клиент-Сервер

Изначально персональный компьютер использовался как автономное вычислительное устройство. На компьютер была установлена ​​программа, которая затем использовалась для обработки текста или обработки чисел. Однако с появлением сетей и локальных сетей компьютеры могут работать вместе для решения проблем.Компьютеры более высокого уровня были установлены в качестве серверов, и пользователи в локальной сети могли запускать приложения и обмениваться информацией между отделами и организациями. Это называется клиент-серверными вычислениями.

Интранет

Подобно тому, как организации создают веб-сайты для обеспечения глобального доступа к информации о своем бизнесе, они также создают внутренние веб-страницы для предоставления информации об организации сотрудникам. Этот внутренний набор веб-страниц называется внутренней сетью.Веб-страницы в интранете недоступны для тех, кто находится за пределами компании; на самом деле эти страницы будут отображаться как «не найденные», если сотрудник попытается получить к ним доступ из-за пределов сети компании.

Экстранет

Иногда организация хочет иметь возможность сотрудничать со своими клиентами или поставщиками, одновременно поддерживая безопасность внутри своей собственной сети. В подобных случаях компания может захотеть создать экстранет , который является частью сети компании, которая может быть безопасно сделана доступной для тех, кто находится за пределами компании.Экстрасети могут использоваться для того, чтобы клиенты могли входить в систему и проверять статус своих заказов, а поставщики — для проверки уровня запасов своих клиентов.

Иногда организации необходимо разрешить доступ кому-то, кто физически не находится в ее внутренней сети. Этот доступ может быть предоставлен виртуальной частной сетью (VPN). Виртуальные частные сети будут обсуждаться далее в главе 6 (по информационной безопасности).

Боковая панель: Microsoft SharePoint поддерживает интранет

По мере того, как организации начинают осознавать силу сотрудничества между своими сотрудниками, они часто ищут решения, которые позволят им использовать свою интрасеть для расширения сотрудничества.Поскольку большинство компаний используют продукты Microsoft для большей части своих вычислений, вполне естественно, что они обратились к Microsoft за решением. Это решение Microsoft SharePoint.

SharePoint предоставляет платформу для общения и совместной работы, которая легко интегрируется с пакетом приложений Microsoft Office. Используя SharePoint, сотрудники могут совместно использовать документ и редактировать его вместе — больше не нужно отправлять этот документ Word по электронной почте всем для просмотра. Проектами и документами можно управлять совместно в рамках всей организации.Корпоративные документы индексируются и доступны для поиска. Больше не нужно спрашивать об этом документе с процедурами — теперь вы просто ищите его в SharePoint. Для организаций, желающих добавить компонент социальных сетей в свою интрасеть, Microsoft предлагает Yammer, который можно использовать отдельно или интегрировать в SharePoint.

Мы рассмотрели облачные вычисления в главе 3, но их также следует упомянуть здесь. Универсальная доступность Интернета в сочетании с увеличением вычислительной мощности и емкости хранилищ данных сделали облачные вычисления жизнеспособным вариантом для многих компаний.Используя облачные вычисления, компании или частные лица могут заключить договор на хранение данных на устройствах хранения где-нибудь в Интернете. Приложения можно «арендовать» по мере необходимости, что дает компании возможность быстро развертывать новые приложения. Более подробно об облачных вычислениях можно прочитать в главе 3.

Боковая панель: Закон Меткалфа

Точно так же, как закон Мура описывает увеличение вычислительной мощности с течением времени, закон Меткалфа описывает силу сетей. В частности, закон Меткалфа гласит, что ценность телекоммуникационной сети пропорциональна квадрату числа подключенных пользователей системы.Подумайте об этом так: если бы ни один из ваших друзей не был на Facebook, вы бы проводили там много времени? Если бы ни у кого в вашей школе или на работе не было электронной почты, была бы она вам очень полезна? Закон Меткалфа пытается определить это значение количественно.

Сетевая революция полностью изменила способ использования компьютера. Сегодня никто не может представить себе использование компьютера, не подключенного к одной или нескольким сетям. Развитие Интернета и всемирной паутины в сочетании с беспроводным доступом сделало информацию доступной у нас под рукой.Революция Web 2.0 сделала всех нас авторами веб-контента. По мере развития сетевых технологий использование Интернет-технологий стало стандартом для организаций любого типа. Использование интрасетей и экстрасетей позволило организациям развернуть функциональные возможности как для сотрудников, так и для деловых партнеров, повысив эффективность и улучшив коммуникацию. Облачные вычисления действительно сделали информацию доступной повсюду и серьезно повлияли на роль ИТ-отдела.

1. Какие первые четыре точки были подключены к Интернету (ARPANET)?
2. Что означает термин пакет ?
3. Что появилось раньше: Интернет или всемирная паутина?
4. Что было революционным в Web 2.0?
5. Что было для Интернета так называемым «убийственным приложением»?
6. Что делает соединение широкополосным соединением ?
7. Что означает термин VoIP?
8. Что такое локальная сеть?
9. В чем разница между интрасетью и экстранетом?
10. Что такое закон Меткалфа?

1. Какой IP-адрес у вашего компьютера? Как вы узнали? Какой IP-адрес у google.