Все о сетях в компьютерах и передаче данных

Как называлась первая компьютерная сеть

Первая компьютерная сеть называлась ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network). Она была создана в конце 1960-х годов и представляла собой экспериментальный проект, разработанный по заказу агентства DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) США. Разрабатывая ARPANET, специалисты агентства стремились обеспечить связь между университетами и научными учреждениями, финансируемыми DARPA.

В основу ARPANET была положена концепция пакетной передачи данных, это когда информация разбивается на небольшие части — «пакеты» и передается посредством различных узлов сети. Кстати, именно эта концепция стала базой для развития современных интернет-технологий.

Днем рождения ARPANET считается 9 октября 1969 года. Именно в этот день в Лос-Анджелесе была установлена связь между компьютером в университете UCLA и компьютерами военных лабораторий в Стэнфорде. Таким образом была успешно протестирована передача данных между удаленными друг от друга компьютерами. Впоследствии этот эксперимент перерос в такое явление, как интернет.

Локальная сеть: надежность, безопасность, высокая скорость

• Надежность: Одним из основных преимуществ локальных сетей является их высокая надежность. Поскольку все устройства подключены к одной сети, они могут обмениваться информацией и ресурсами непосредственно, без необходимости использовать внешние сетевые подключения. Это повышает стабильность работы сети и меньше вероятность неполадок, связанных с внешними факторами, такими как сбой в интернет-соединении.
• Безопасность: Локальные сети обеспечивают более высокий уровень безопасности по сравнению с глобальными сетями. Поскольку доступ к сети ограничен, это делает ее менее уязвимой для внешних угроз, таких как хакерские атаки или вирусы. Кроме того, администратор сети может установить механизмы защиты, такие как файрволы и системы аутентификации, для обеспечения безопасности данных и конфиденциальности.
• Высокая скорость: В локальной сети скорость передачи данных значительно выше, чем в глобальных сетях. Это связано с тем, что локальные сети обычно построены на специальных высокоскоростных кабелях и оборудовании, что позволяет достичь значительно более высоких скоростей передачи данных. Быстрая скорость передачи данных является одним из основных преимуществ, поскольку увеличивает производительность и эффективность работы внутри сети.

В целом, локальные сети предлагают надежное, безопасное и быстрое средство коммуникации и обмена данными в пределах ограниченной территории. Они являются неотъемлемой частью современных организаций и домашних сетей, обеспечивая эффективную работу и удобство пользователям.

Зачем нужен TCP

Показанные строки HTTP протокола не могут быть просто так доставлены на сервер. Нужен «носитель». В качестве аналогии приведём пример с бумажным письмом: вы хотите написать письмо со словами: «Мама, у меня всё хорошо. Люблю тебя. Вышли ещё денег». В этом примере слова – это как бы протокол HTTP – так и веб-браузер говорит, «покажи мне страницу сайта hackware.ru». Но чтобы можно было бы отправить слова в письме к маме, они должны быть записаны на бумагу. Так и для протокола HTTP роль «бумаги» выполняет . Мы уже знакомы с транспортным протоколом UDP – это быстрый, но ненадёжный протокол. Тем не менее, он годится, когда вся передаваемая информация помещается в одном пакете. Но для больших данных, которые разбиваются на большое количество пакетов, это не подходит. TCP не только передаёт информацию, но и следит, чтобы пакеты не потерялись или не испортились. Если произошла потеря пакета, то взамен него отправляется ещё один точно такой же. Это надёжно, но за эту надёжность приходится «платить» тем, что для обеспечения этой надёжности пересылается много данных, которые нужны только для «обслуживания», то есть они не несут полезной ценности.

Итак, наш веб-сервер знает куда отправлять (узнал IP с помощью DNS запроса), знает что отправлять и уже даже запаковал HTTP запрос в TCP пакеты. TCP пакет состоит из передаваемых данных и заголовков. В этих заголовках разнообразная информация, в том числе, там содержится IP адрес пункта назначения и IP откуда этот пакет отправляется. Теперь веб-браузер просит операционную систему отправить для него эти TCP пакеты.

Особенности локальных и глобальных сетей

Естественно, локальные и глобальные сети являются одной из самых важных тем

Ими пользуются сейчас практически все: от простого частного лица до самых крупных компаний, и даже правительство не может обойти своим вниманием подобную сферу

Любая компьютерная сеть создана для того, чтобы связать двух абонентов. Это может быть необходимо в пределах одного здания, чтобы постоянно не бегать по этажам для передачи пакета документов, но и также может быть необходимо для того, чтобы пообщаться с человеком за много километров в другой стране.

Огромное разнообразие сетей можно классифицировать по нескольким признакам:

• Территория, а именно на какое расстояние протягивается определенная сеть,
• Ведомственная принадлежность,
• Скорость, с которой передается информация,
• Тип передачи.

На самые крупные группы делятся именно по территориальному признаку локальные и глобальные сети, также можно тут вычленить группу региональных.

Локальные и глобальные сети помогают обеспечить связь между компьютерами, но именно первые обеспечивают эту связь на достаточно небольшом расстоянии. Чаще всего это и вовсе одно помещение или же одно здание. Школьный класс, кабинет или здание фирмы, а также многие другие подобные места.

Подобная связь может быть основана на том, что все компьютеры равноправны, и тогда это называется одноранговой сетью. В подобной ситуации любой пользователь может просто проникнуть в компьютер соседа и пользоваться его файлами. Это очень удобно и экономично, однако некоторые недостатки все же есть.

Если не будет лишь одного работника и его компьютер будет выключен, то часть информации будет уже потеряна для работы. В такой цепи без одного звена крайне тяжело находиться. Это идеальный вариант для небольшого кабинета в офисе или же для школьного класса информатики.

Стоит обратить внимание на другой вариант локальной сети. Это многоранговая сеть, она активно используется уже для больших компаний. Основное отличие от предыдущей в том, что тут есть один главный компьютер, а также независимое хранилище информации в виде общего сервера

Основное отличие от предыдущей в том, что тут есть один главный компьютер, а также независимое хранилище информации в виде общего сервера.

Основными правами наделен именно главный компьютер, однако невозможно не обратить внимания на то, что тут доступ к информации имеет каждый независимо от того, все ли присутствуют на местах.

Нужно также обратить внимание на тот момент, что тут также есть недостаток. Самым крупным минусом является стоимость подобной локальной сети. Ведь нужно иметь сервер, а также поддерживать его силами специалистов

Ведь нужно иметь сервер, а также поддерживать его силами специалистов.

Локальные сети просто незаменимы в нашей современной жизни и до сих пор активно ведется работа по их усовершенствованию, многие достижения представляются на выставке в «Экспоцентре».

Практически глобальная сеть представляет собой сеть сетей, которая может соединить огромное количество небольших региональных сетей в одну огромную паутину.

Множество людей пользуются интернетом для общения, для работы, а также для того, чтобы узнать новости или же получить любую другую информацию.

Основное развитие сети ведется к тому, чтобы можно было увеличить скорость подключения. До сих пор в отдаленных районах при устаревших соединениях она слишком медленна для многих операций.

Также активно проводится работа по усовершенствованию систем поиска, с каждым годом тут делаются прорывы, и получить нужные данные становится все проще.

Терминология компьютерных сетей

Для понимания устройства и принципов работы компьютерных сетей необходимо ознакомиться с основными терминами и определениями, принятыми в этой сфере.

Узел (хост) – компьютер или иное цифровое устройство, подключенное к сети и способное принимать и отправлять данные.

Порт (физический) – разъем для подключения сетевого кабеля.

Порт (программный) – условный номер, позволяющий создать на одном физическом порту несколько «виртуальных» подключений.

Сетевой адрес – идентификатор отдельного узла компьютерной сети. Различают два типа адресов: MAC-адрес и IP-адрес.

MAC-адрес – уникальный номер сетевого устройства, состоящий из кода производителя и серийного номера изделия.

IP-адрес – числовой код, определяющий местонахождение узла в компьютерной сети.

Сервер – специальный компьютер, работающий в сети и предоставляющий другим компьютерам сети определенные сервисы.

Рабочая станция – компьютер, подключенный к сети и не выполняющий функций сервера.

Сетевой протокол – стандарт, описывающий процессы взаимодействия элементов сети.

Области применения локальных и глобальных сетей

Телематика: телетекст и видеотекст

В узком (и устаревшем) значении термин “телематика” применяется для
определения двух широких классов услуг, предоставляемых локальными и
глобальными сетями — телетекст и видеотекст. Реально
телематика есть наука и технология
удаленного наблюдения и управления различными информационными и физическими
процессами и объектами, реализованными, к примеру, в виде
SCADA-систем.

Технология телетекста использует обычные системы широковещательного телевидения для того, чтобы передавать покадрово информацию на терминалы пользователей. В условиях телетекста страница текста остается на экране до того, как будет циклически замещена следующей страницей, либо до указания пользователя. Вид услуги “телетекст” относится к самым ранним формам взаимодействия пользователя с удаленной ЭВМ. Для телетекста не требуется дополнительного канала телевидения. Он использует уже существующий.

В отличие от телетекста, видеотекст предполагает двустороннее взаимодействие между пользователем и источником информации. Для обеспечения видеотекста необходимы модемы и коммутируемые телефонные сети (или коммуникационная подсеть).

«Бытовая» телематика обеспечивает следующие виды услуг:

• • новости, погода, спорт;
  • реклама через вещание телетекста;
  • финансовая информация, например курс акций на бирже;
  • покупки через терминал;
  • игры и развлечения;
  • электронная почта;
  • телесовещания и телеконференции.

Функции 1, 2, 3 – обеспечиваются телетекстом, а функции 4, 5, 6, 7 —
видеотекстом.

Реальная сфера телематики куда шире, включающая как производственные и
экономические, так и военно-политические применения (см. курс
«Телематика»)

Электронная почта

Электронная почта (ЭП) является одной из наиболее широко распространенных услуг, предоставляемых пользователям глобальной вычислительной сети. ЭП имеет ряд преимуществ:

• • более быстрая доставка сообщений;
  • более низкая стоимость передачи.

При помощи электронной почты можно пересылать тексты, изображения, звуки. Вся указанная корреспонденция хранится в информационных банках. Это позволяет в любое необходимое время осуществлять поиск, подборку и просмотр полученных при помощи почты документов.

Основные функции, выполняемые ЭП, сводятся к следующим:

• • редактирование документов перед передачей;
  • пересылка корреспонденции;
  • проверка и исправление ошибок, возникающих при передачи информации;
  • использование приоритетов для передачи срочной корреспонденции;
  • передача подтверждений о получении корреспонденции адресатами.

КС — оглавление  
ИСиТК  
ОИС  
ОСВМ  
визуальные среды — 4GL  
технологии программирования

Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража «Вселенная, жизнь, разум»?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть «реликтовое» излучение, оставшееся после «Большого Взрыва», то есть от момента «рождения» Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца… Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАРыцари теории эфира

10.11.2021 — 12:37: ПЕРСОНАЛИИ — Personalias -> — Карим_Хайдаров.10.11.2021 — 12:36: СОВЕСТЬ — Conscience -> — Карим_Хайдаров.10.11.2021 — 12:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ — Upbringing, Inlightening, Education -> — Карим_Хайдаров.10.11.2021 — 12:35: ЭКОЛОГИЯ — Ecology -> — Карим_Хайдаров.10.11.2021 — 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА — War, Politics and Science -> — Карим_Хайдаров.10.11.2021 — 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА — War, Politics and Science -> — Карим_Хайдаров.10.11.2021 — 12:34: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ — Upbringing, Inlightening, Education -> — Карим_Хайдаров.10.11.2021 — 09:18: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ — New Technologies -> — Карим_Хайдаров.10.11.2021 — 09:18: ЭКОЛОГИЯ — Ecology -> — Карим_Хайдаров.10.11.2021 — 09:16: ЭКОЛОГИЯ — Ecology -> — Карим_Хайдаров.10.11.2021 — 09:15: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ — Upbringing, Inlightening, Education -> — Карим_Хайдаров.10.11.2021 — 09:13: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ — Upbringing, Inlightening, Education -> — Карим_Хайдаров.

Слайд 16Дополнительное сетевое оборудованиеВ локальной сети можно использовать различное дополнительное оборудование,

например, чтобы объединить две сети или обеспечить защиту сети от

внешних атак.

Сетевое оборудование, которое применяется при построении компьютерных сетей: Принт-сервер, или сервер печати – это устройство, которое позволяет подключить принтер, не имеющий собственного сетевого порта к сети; Повторитель предназначен для увеличения расстояния сетевого соединения путем усиления электрического сигнала; Маршрутизатор (или роутер) – сетевое устройство, которое на основании информации о структуре сети по определенному алгоритму выбирает маршрут для пересылки пакетов между различными сегментами сети.

Классификация сетей по типу соединения устройств между собой

Топология — это то, каким образом и в каком порядке связываются сети между собой.

Топология бывает трех видов:

• тип «звезда»;
• тип «кольцо»;
• тип «шина».

Тип «звезда»

Информация между пользователями передается через единый центральный узел, который может быть выражен через сервер или концентратор.

К преимуществам относится то, что он отличается быстродействием, а также наблюдается отсутствие столкновения между передаваемыми данными.

У данного типа сети имеются и недостатки:

1. Низкая надежность, что объясняется функционированием единого центрального узла, который может выйти из-под контроля.
2. Высокие затраты на подключение компьютеров.

Тип «кольцо»

Все компьютеры подключаются в одну линию, которая замыкается в кольцо. Вся маркировка, т.е. специальные сигналы, в данном случае передаются в одном направлении по одной линии, проходя через каждый компьютер, пока необходимый «пакет» не дойдет до нужного адресата.

После принятия компьютер посылает обратно источнику информации подтверждение факта получения данных. Получив подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть.

Такая система считается эффективной, т.к. позволяет отправлять несколько сообщений друг за другом, не дожидаясь получения ответа за первое сообщение. Также преимуществом является то, что тип «кольцо» позволяет подключаться устройствам друг к другу на значительных расстояниях, без использования специального усилителя сигнала.

Из недостатков можно отметить данные факторы:

1. Тип «кольцо» обладает низкой надежностью, т.к. нарушения в работе одного компьютера ведет к сбою всей системы сети.
2. При большом количестве пользователей, процесс начинает зависать.
3. При таком типе локальной сети, общая производительность определяется работоспособностью компьютера с наименьшей мощностью.

Тип «шина»

Все клиенты подключаются к одному каналу, и при этом могут взаимодействовать с любым компьютером, который в сети. Т.е. данные в виде электрических сигналов передаются всем доступным устройствам, но принимать может только тот, чей адрес соответствует адресу получателя.

Из преимуществ можно отметить:

1. Вся информация находится в сети и каждый может ею воспользоваться.
2. Обладает высокой надежностью, поскольку работоспособность сети не зависит от производительности отдельных компьютеров.

Недостатки:

1. Низкая скорость передачи данных.
2. Быстродействие зависит от количества подключенных устройств.
3. Низкая безопасность, т.к. данные с одного компьютера можно увидеть с другого, находящегося в сети.

Одноранговая сеть и клиент-сервис

На практике при создании локальной вычислительной сети в одном здании может быть использовано сочетание топологии. Благодаря сложной структуре можно эффективно и безопасно защитить данные, изолировав их от доступа в ветках подсетей и ограничив к ним доступ.   

Также существует две модели локальных вычислительных сетей: одноранговая и клиент-сервис.

В первом случае все компьютеры равны между собой, но при этом информация в них распределена. Т.е. пользователь любого компьютера сети может ограничить доступ к информации, находящейся на его устройстве. А доступными данными можно управлять с других компьютеров, например, распечатывать и изменять файлы и т.д.

Из преимуществ данной модели можно отметить ее простоту реализации и экономичность.

Но, не смотря на это, она имеет и ряд недостатков:

1. Низкая производительность при подключении большого количества устройств.
2. Отсутствие единой информационной базы.
3. Низкая безопасность.

При типе «клиент-сервис» имеется один или несколько главных компьютеров, которые управляют производительностью всей системы сети. Они используются для хранения информации и ее обработки. Такая модель обладает высокой скоростью сети, наличием единой информационной базы и системы безопасности.

Принцип передачи данных

Изучение сеток компьютерного типа невозможно без понимания принципов передачи электронных материалов. В Google соответствующий процесс описывается так:

1. Создается сеть, которая обеспечена девайсами и программным софтом.
2. Каждый клиент оснащается клиент-программой.
3. На серверы устанавливается программа-сервер. Она отвечает за предоставление услуг клиентам.
4. При помощи выбранного способа подключения (проводного, беспроводного) происходит объединение компьютеров, если это не было сделано ранее.
5. Клиент отправляет запрос на сервер.
6. Последний принимает команду и обрабатывает ее.
7. На выходе осуществляется выполнение заданного запроса.

Согласно Google, работа обеспечивается за счет протоколов (правил передачи данных) и узлов связи.

Интернет и протоколы

Для работы интернета в компьютерных сетях используются различные протоколы:

• HTTP – передача гипертекста;
• FTP – передача файла через файловый сервер;
• POP – стандартный протокол почтовых служб;
• SMTP – служит для создания наборов правил и принципов передачи электронных писем;
• TELNET – удаленный доступ;
• DNS – преобразование доменных имен в IP-адреса;
• TCP – манипуляции передачей и целостностью пакетов электронных материалов;
• PPP – согласно Google, помогает устанавливает прямую защищенную связь между двумя узлами, включая аутентификацию, шифрование, сжатие файлов;
• DNT – обладает нечувствительностью к большим задержкам сигнала, что помогает при сверхдальней космической связи.

Это – основные протоколы согласно Google, с которыми будет иметь дело каждый, кто работает в интернете.

Об адресации

Компьютерные сети, объединяющие более 2-х девайсов, будут обладать важным аспектом – адресацией. Для того, чтобы адресовать узлы и схемы их назначения, по Google, используются следующие требования:

1. Адрес является уникальным. Этот принцип актуален для сеток совершенно любого масштаба.
2. Схема назначения адресов – понятная и простая. Она не предусматривает дублирования.
3. Адрес в больших «объединениях» должны выступать иерархически. Это помогает ускорить скорость передачи данных.
4. Адресация понятна и простая не только для администрирования, но и для рядового пользователя.
5. Используемый адрес – компактный. Он не должен включать в себя перегрузку коммуникативного оборудования.

В Google указано, что компьютерные сети включают в себя одновременно несколько типов адресаций. Это приводит к тому, что девайсы поучают несколько адресов-имен.

P. S

Интересуют компьютерные сети, сетевые технологии, протоколы передачи данных? Обратите внимание на следующие курсы в Otus:

• «Network engineer«;
• «Network engineer. Basic«.

Типы компьютерной сети

Компьютерные сети могут быть классифицированы на основе различных атрибутов, таких как физический размер, способ подключения, типы устройств и т.д. Для простоты введения давайте рассмотрим его классификацию с точки зрения физического размера. Вы часто будете слышать следующее.

• Локальная сеть (LAN)
• Городская сеть (MAN)
• Глобальная сеть (WAN)

Локальная сеть (LAN)

LAN- тип компьютерной сети, которая имеет дело обычно с небольшой областью и в основном ограничена одним местом; например, сеть кибер-кафе, компьютерная лаборатория или просто здание организации.

Сеть дома или небольшого здания называется локальной сетью SOHO (имеется в виду локальная сеть небольшого домашнего офиса). В этом типе сети обычно мало компьютеров и других сетевых устройств, например, задействованных коммутаторов и маршрутизаторов (подробности об устройствах описаны ниже).

Городская сеть (MAN)

MAN — это тип компьютерной сети, которая больше, чем локальная сеть, но не поддерживает глобальную сеть (WAN). Это посредник между LAN и WAN. Он охватывает больше областей, чем в локальной сети, и имеет большее количество компьютеров; это также можно рассматривать как комбинацию нескольких локальных сетей.

Глобальная сеть (WAN)

Это самая большая форма компьютерной сети, охватывающая тысячи гектаров земли. Он может пройти через государства и страны; нет ограничений на количество компьютерных и сетевых устройств или ресурсов. В глобальной сети используются все необходимые сетевые устройства, такие как коммутаторы, маршрутизаторы, концентраторы, мосты, ретрансляторы и т.д. Этот тип сети обычно требует административной проверки на полный рабочий день, поскольку ее отказ может привести к массовой потере или краже данных.

Всеми знакомый пример — Интернет.

Топология сети

Топологией сети называется схема размещения и подсоединения устройств сети. Сетевая топология делится на:

1. Физическую. То есть описывающую фактическое местоположение и взаимосвязи узлов сети.
2. Логическую. То есть описывающую прохождение сигналов в пределах физической топологии.
3. Информационную. То есть описывающую направленность информационных потоков, которые передаются по сети.
4. Управляющую обменом. Фактически передающую права на эксплуатацию сети.

Есть различные методы подсоединения устройств сети. Можно выделить следующие основные топологии:

• Шинная.
• Закольцованная.
• По типу звезды.
• В формате дерева.

Существуют также добавочные топологии (являются производными от основных):

• По типу двойного кольца.
• Топология ячеек.
• По типу решётки.
• По типу толстого дерева (Fat Tree).

Замечание 1

Все добавочные топологии — это комбинации основных топологий. Их ещё называют смешанными или гибридами, но отдельные их виды могут иметь и собственные обозначения, к примеру «дерево».

Шинная топология (общая шина) предполагает наличие общего кабельного соединения, которое называется шиной или магистралью. К ней подсоединяются все рабочие станции. Концы кабелей оснащены терминаторами, которые служат для блокировки отражённого сигнала. То есть в этой топологии заложено применение единого кабеля, к которому подключены все сетевые компьютеры. Отправленная любой рабочей станцией информация передаётся на все сетевые компьютеры. Каждый компьютер выполняет проверку адреса сообщения и если он является адресатом, то выполняет обработку информации. Для устранения взаимных помех, служат специально принимаемые меры.

Преимущества шинной топологии:

1. Требуется мало времени, чтобы построить сеть.
2. Невысокая стоимость.
3. Несложная настройка.
4. Поломка одной рабочей станции не влияет на функционирование всей сети.

К недостаткам следует отнести:

1. Неисправности в сети, типа разрыва кабеля или неисправности терминатора, могут заблокировать функционирование всей сети.
2. Затруднён поиск неисправности.
3. При подключении новых рабочих станций снижается суммарное быстродействие сети.

Кольцом называется топология, при которой компьютер соединяется по каналам связи лишь с двумя другими. От первого компьютера он принимает данные, а второму лишь пересылает свою информацию. Каждый канал связи обслуживается только одним приёмником и одним передатчиком. Такой метод даёт возможность не использовать внешние терминаторы.

Звезда является основной топологией компьютерных сетей. В ней все машины сети связаны с центральным коммутатором и эта структура образует физический сегмент сети. Такой сегмент способен работать как самостоятельно, так и в качестве элемента более мощной сетевой топологии (например, топология дерево).

Древовидная топология по сути является топологией звезда. Если мы представим себе дерево с растущими из его ствола ветками, то увидим топологию звезды. По началу топология называлась «дерево», затем к этому термину стали добавлять в скобках «звезда». Сегодня принято указывать только «звезда».

Виды данных

Исторически информацию представляли множеством способом. Оставим историкам иероглифы папирусов, разберем современные методики. Наибольший отпечаток наложило развитие электричества. Научись человек передаче мысли, символика вышла бы иной…

Аналоговый сигнал

Первыми попытками измерить аналоговые величины назовем опыты Вольты, измерявшего напряжение, ток. Следом сопротивление проводника сумел оценить Ом, Георг Ом. Каждый раз использовались аналоговые величины. Представление характеристик объекта в виде тока, напряжения дало мощный толчок развития современному миру. Электронно-лучевой кинескоп яркостью пикселей трех цветов отображает достаточно наглядную картинку.

Причины ухода от аналогового сигнала выявила Вторая мировая война. Система Зеленый шершень умела отлично шифровать информацию. 6-уровневый сигнал сложно назвать цифровым, однако намечается явный уклон. Исторически первой попыткой передачи бинарного кода назовем опыты Шиллинга 1832 года с телеграфом. Стремясь снизить количество соединяющих абонентов проводов, дипломат припомнил предложенные священниками методики двоичного счисления. Однако внедрение цифровой передачи потребовало от человечества пройти путь свыше полутора столетий.

Двоичный цифровой код

Двоичное счисление общеизвестно. Аналоговую величину представляют дискретным числом, затем производят кодирование. Полученный набор нулей, единиц обычно разбивают словами длиной 8 бит. Так, например, первые операционные системы Windows были 16-битными, графический модуль процессора обрабатывал числа с плавающей запятой разрядностью повыше. Еще более длинные слова используют специализированные вычислители графических карт. Специфика системы определяет конкретный способ представления информации.

Передача данных позволяет человечеству идти вперед быстрее. Люди обладают неодинаковыми способностями. Необязательно лучший сборщик, хранитель информации сможет извлечь выгоду (для себя, планеты, города…). Разумнее передать. Современный мир называют эпохой цифровой революции. Исторически оказалось, что двоичные данные передавать проще, появляется набор специфических возможностей:

1. Исправление ошибок.
2. Шифрование.
3. Упрощение физических линий.
4. Более эффективное использование спектра, снижение мощности передатчика, удельной плотности потока энергии.
5. Распознавание ошибок (EDC, 1951).
6. Возможность точного повтора, воспроизведения.

Вторая половина XX века дала сотни методик оцифровки аналоговых объектов. Главным признаком двоичного сигнала является дискретность. Аналоговую величину доподлинно передать код бессилен. Однако шаг дискретизации стал столь малым, что погрешностью пренебрегают. Яркий пример – изображения формата Full HD. Большое разрешение экрана гораздо лучше передает мелкие нюансы объекта. На некотором этапе разрешение цифровой техники обгоняет физиологические возможности человеческого зрения.

10.4. Как классифицируют компьютерные сети по степени географического распространения

По степени географического распространения сети делятся на локальные,
городские, корпоративные, глобальные и др.

Локальная сеть (ЛВС или LAN — Local Area NetWork) — сеть, связывающая ряд компьютеров в зоне, ограниченной пределами одной комнаты, здания или предприятия.

  Небольшая офисная локальная сеть

Глобальная сеть (ГВС или WAN — World Area NetWork) — сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Глобальная сеть объединяет локальные сети.

  Глобальная сеть

Городская сеть (MAN — Metropolitan Area NetWork) — сеть, которая обслуживает информационные потребности большого города.

Общие принципы построения сетей

Со временем основной целью компьютерных развития сетей (помимо передачи информации) стала цель распределенного использования информационных ресурсов:

1. Периферийных устройств: принтеры, сканеры и т. д.
2. Данных хранящихся в оперативной памяти устройств.
3. Вычислительных мощностей.

Достичь эту цель помогали сетевые интерфейсы. Сетевые интерфейсы это определенная логическая и/или физическая граница между взаимодействующими независимыми объектами.

Сетевые интерфейсы разделяются на:

• Физические интерфейсы (порты).
• Логические интерфейсы (протоколы).

Порт

Из определения обычно ничего не ясно. Порт и порт, а что порт?

Начнем с того что порт это цифра. Например 21, 25, 80.

Это число записывается в заголовках протоколов транспортного уровня (об этом ниже). Порт указывает для какой программы предназначен тот или иной пакет (грубо говоря та или иная информация). Например, http-сервер работает через порт 80. Когда вы открываете браузер, вы отправляете запрос на веб-сервер через 80 порт и сервер понимает что это http запрос и вам нужен сервер который передаст вам страницу в формате html (ответ сервера).

Протокол

Протокол, например TCP/IP это адрес узла (компьютера) с указанием порта и передаваемых данных. Например что бы передать информацию по протоколу TCP/IP нужно указать следующие данные:

Адрес отправителя (Source address):
IP: 82.146.49.11
Port: 2049
Адрес получателя (Destination address):
IP: 195.34.32.111
Port: 53
Данные пакета:
…
Благодаря этим данным информация будет передана на нужный узел.

Краткая история развития компьютерных сетей

Компьютерные сети появились в результате развития телекоммуникационных технологий и компьютерной техники. То есть появились компьютеры. Они развивались. Были телекоммуникационные системы, телеграф, телефон, то есть связь. И вот люди думали, хорошо было бы если бы компьютеры могли обмениваться информацией между собой. Эта идея стала основополагающей идеей благодаря которой появились компьютерные сети.

50-е годы: мейнфреймы

В 50-х года 20-го века появились первые «компьютеры» — мейнфреймы. Это были большие вычислительные машины которые могли занимать по площади современный спортивный зал.  Вычислительные мощности были не большие, но факт в том что вычисления уже производила машина.

Начало 60-х годов: многотерминальные системы

В дальнейшем к одному мейнфрейму стали подключать несколько устройств ввода-вывода, появился прообраз нынешних терминальных систем да и сетей в целом.

70-е годы: первые компьютерные сети

?0-е годы, время холодной войны. СССР и США сидели возле своих ракет и думали кто же атакует (или не атакует) первым. Центры управления ракетами США располагались в разных местах удаленных друг от друга. Если в одном центре производится запуск ракет, после которого в центр попадает ракета врага, то вся информация в этом центре — утеряна. Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)) ставит перед учеными задачу — разработать технологию которая позволяла бы передавать информацию из одного стратегического центра в другой на случай его уничтожения.

В 1969 году появляется ARPANET (от англ. Advanced Research Projects Agency Network) — первая компьютерная сеть созданная на основе протокола IP который используется и по сей день. За 11 лет ARPANET развивается до сети способной обеспечить связь между стратегическими объектами вооруженных сил США.

Середина 70-х годов: большие интегральные схемы

На основе интегральных схем появляются «мини компьютеры». Они  начинают выходить за пределы министерства обороны и постепенно внедряются в повседневную жизнь. За компьютерами начинают работать бухгалтера, менеджеры, компьютеры начинают управлять производством. Появляются первые локальные сети.

В период с 80-х до начала 90-х годов появились и прочно вошли в нашу жизнь:

1. Ethernet.
2. Token Ring.
3. Arcnet.
4. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — волоконнооптический интерфейс передачи данных.
5. TCP/IP используется в ARPANET.
6. Ethernet становится лидером среди сетевых технологий.
7. В 1991 году появился интернет World Wide Web.