Страница 13 из 64
Многие устройства уже способны стать сетевыми. Это компьютеры, устройства развлечения, такие как телевизоры и DVD, телефоны и другая бытовая электроника, такая как камеры, радиочасы и оборудование, такое как счетчики и термостаты. Эта тенденция только продолжится. Например, в обычном доме, вероятно, есть дюжина часов (например, в приборах), если бы они были подключены к Интернету, они все могли бы переходить на летнее время автоматически. Дистанционный мониторинг дома — вероятный лидер в этом направлении, так многие выросшие дети были бы готовы потратить некоторые деньги, чтобы помочь своим стареющим родителям жить безопасно в их собственных домах.
Хотя мы могли бы думать о домашней сети просто как о еще одной ЛВС, она, вероятно, будет отличаться от других сетей. Во-первых, сетевые устройства должно быть очень легко установить. Беспроводные маршрутизаторы — наиболее возвращаемые покупателями электронные устройства. Люди покупают их, потому что они хотят иметь дома беспроводную сеть, обнаруживают, что он не работает «из коробки», и затем возвращает его, вместо того чтобы слушать музыку в ожидания ответа на линии технической помощи.
Во-вторых, сеть и устройства должны быть надежными в работе. Кондиционеры обычно имеют один переключатель — кнопку с четырьмя вариантами: выкл, низкий, средний и высокий. К ним прилагаются руководства из 30 страниц. Когда они объединены в сеть, только одна глава по безопасности составит 30 страниц. Это — проблема, потому что только пользователи компьютеров приучены к установке продуктов, которые не работают; покупатели автомобилей и телевизоров намного менее терпеливы. Они ожидают, что продукты будут работать 100 % без потребности привлекать компьютерного специалиста.
В-третьих, для успеха важна низкая цена. Люди не будут платить дополнительные $50 за интернет-термостат, потому что мало кто считает важным возможность контролировать температуру дома, находясь на работе. А за дополнительные $5 они могли бы это купить.
В-четвертых, нужна возможность начать с одного или двух устройств и постепенно расширять сеть. Это означает — отсутствие войн форматов. Если предлагать потребителям купить периферийные устройства с интерфейсом IEEE 1394 (FireWire), а несколько лет спустя отрекаться от этого и предлагать USB 2.0 как «интерфейс месяца», а затем переключиться на 802.11g, или нет, 802.11n, а лучше 802.16 (все это различные беспроводные сети), пользователи станут весьма сдержанны. Сетевой интерфейс должен оставаться постоянным в течение многих десятилетий, как стандарты телевещания.
В-пятых, будут очень важны безопасность и надежность. Потеря нескольких файлов из-за вируса в электронной почте — это одно; преступник, который разоружает вашу систему обеспечения безопасности со своего мобильного компьютера и затем грабит ваш дом — совсем другое. Интересный вопрос состоит в том, будут ли домашние сети проводными или беспроводными. Удобство и стоимость говорят в пользу беспроводной сети, потому что не надо заботиться о соответствии или, еще хуже, модификации проводов. Проводные сети безопаснее, потому что радиоволны, которые используют беспроводные сети, довольно хорошо проходят сквозь стены. Вы не будете рады соседям, которые пользуются вашим интернет-соединением и читают вашу электронную почту. В главе 8 мы изучим, как может использоваться шифрование, чтобы обеспечить безопасность, но для неопытных пользователей это легче сказать, чем сделать.
Третий вариант сети — использовать то, что уже есть у вас дома. Очевидный кандидат — электрические провода. Сети линии электропередачи позволяют устройствам, которые в них включены, посылать информацию всюду по дому. Вы должны в любом случае включить телевизор и тем самым можете сразу получить связь с Интернетом. Трудность состоит в том, как одновременно перенести и электроэнергию, и сигналы данных. Часть ответа — они используют различные диапазоны частот.
Короче говоря, домашние ЛВС предлагают много возможностей и проблем. Большинство проблем относится к необходимости в простоте, надежности и безопасности, особенно в руках не разбирающихся в технике пользователей, а так же в низкой цене.
1.2.3. Муниципальные сети
Муниципальные сети (metropolitan area network, MAN) объединяют компьютеры в пределах города. Самым распространенным примером муниципальной сети является система кабельного телевидения. Она стала правопреемником обычных антенных телесетей в тех местах, где по тем или иным причинам качество эфира было слишком низким. Общая антенна в этих системах устанавливалась на вершине какого-нибудь холма, и сигнал передавался в дома абонентов.
Вначале стали появляться специализированные, разработанные прямо на объектах сетевые структуры. Затем компании-разработчики занялись продвижением своих систем на рынке, начали заключать договоры с местным правительством и в итоге охватили целые города. Следующим шагом стало создание телевизионных программ и даже целых каналов, предназначенных только для кабельного телевидения. Зачастую они представляли какую-то область интересов. Можно было подписаться на новостной канал, спортивный, посвященный кулинарии, саду-огороду и т. д. До конца девяностых годов эти системы были предназначены исключительно для телевизионного приема.
С тех пор как Интернет привлек к себе массовую аудиторию, операторы кабельного телевидения поняли, что, внеся небольшие изменения в систему, можно сделать так, чтобы по тем же каналам, в неиспользуемой части спектра, передавались (причем в обе стороны) цифровые данные. С этого момента кабельное телевидение стало постепенно превращаться в муниципальную компьютерную сеть. В первом приближении систему MAN можно представить себе такой, как она изображена на рис. 1.7. На этом рисунке видно, что по одним и тем же линиям передается и телевизионный, и цифровой сигнал. Во входном устройстве они смешиваются и передаются абонентам. Мы еще вернемся к этому вопросу позднее в главе 2.
Рис. 1.7. Муниципальная сеть на базе кабельного ТВ
Впрочем, муниципальные сети — это не только кабельное телевидение. Недавние разработки, связанные с высокоскоростным беспроводным доступом в Интернет, привели к созданию других MAN, которые описаны в стандарте IEEE 802.16, известном как WiMax. Мы рассмотрим их в главе 4.
1.2.4. Глобальные сети
Глобальная сеть (wide area network, WAN) охватывает значительную географическую область, часто целую страну или даже континент. Мы начнем разговор о них с проводных глобальных сетей, используя в качестве примера компанию, имеющую подразделения в разных городах.
Сеть, показанная на рис. 1.8, соединяет офисы, находящиеся в Перте, Мельбурне и Брисбене. Каждый из них содержит компьютеры, предназначенные для выполнения программ пользователя (то есть приложений). Мы будем следовать традиционной терминологии и называть эти машины хостами. Хосты соединяются коммуникационными подсетями, называемыми для краткости просто подсетями. Задачей подсети является передача сообщений от хоста хосту, подобно тому, как телефонная система переносит слова (то есть просто звуки) от говорящего слушающему.
Рис. 1.8. WAN, соединяющая три офиса на территории Австралии
В большинстве глобальных сетей подсеть состоит из двух раздельных компонентов: линий связи и переключающих элементов. Линии связи переносят данные от машины к машине. Они могут представлять собой медные провода, оптоволокно или даже радиосвязь. Большинство компаний не имеют собственных линий связи, поэтому они арендуют их у телекоммуникационной компании. Переключающие элементы являются специализированными компьютерами, используемыми для соединения двух или более линий связи. Когда данные появляются на входной линии, переключающий элемент должен выбрать выходную линию для дальнейшего маршрута этих данных. В прошлом для названия этих компьютеров не было стандартной терминологии. Сейчас их называют маршрутизаторами (router), однако читателю следует знать, что по поводу терминологии в данном случае единого мнения не существует. К сожалению, многие остряки-самоучки любят рифмовать «router» с «doubter», что в переводе означает «скептик», а некоторые вместо «router» пишут «rooter» («корчеватель»). Определение правильного произношения оставим как упражнение читателю. (Это может зависеть от того, где вы живете.)