Я познаю мир. Компьютеры и интернет

Главный недостаток Интернета – низкая пропускная способность линий связи. Так педанты–инженеры именуют главное свойство кровеносной системы Интернета, тех миллионов километров медных и стекловолоконных проводников, множества микроволновых и радиотрасс, которые и позволяют «всемирной паутине» быть вездесущей. Их недостаточная мощность и препятствует дальнейшему распространению этого чуда. Почему так получилось?

Вспомните, что Интернет вырос из американской военной компьютерной сети. Его строение, или, как говорят электронщики, архитектура, не имела главного вычислительного центра, при поражении которого вся сеть вышла бы из строя.

Чтобы компьютеры понимали друг друга, у них должен быть общий язык. Его роль выполняют для ЭВМ протоколы – одинаковые правила–программы для всех компьютеров сети, обслуживающие встречные потоки информации.

Протоколы бывают разных уровней. Всего их семь. Протоколы верхних трех этажей – прикладные, представительские и сеансовые – определяют в общем, какой компьютер с каким должен связываться. Протоколы нижних этажей, или уровней, – транспортные, сетевые, канальные и физические – определяют конкретные пути, по которым должны следовать порции или пакеты информации.

Надо сказать, что быстрое развитие Интернета во многом обязано замечательно написанным протоколам – как это ни странно слышать. Однако их умная конструкция и написание позволяют вводить, обрабатывать и выводить из современной персоналки огромные массивы данных.

Пробки бывают и в сети

Однако и это не позволило решить основные проблемы Интернета. На выходе потока информации из компьютера ее зачастую ожидает неприятный сюрприз, который на языке водителей называется транспортной пробкой.

Представьте себе множество машин, скопившихся у железнодорожного переезда. Каждая из них везет какой–то груз. Как только стрелочник откроет шлагбаум, машины рванутся вперед. Но насколько быстро они смогут доставить своих пассажиров и груз к пункту назначения? Это во многом зависит от качества и ширины дорожного полотна. Если дорога узкая, то даже самая мощная и скоростная машина будет плестись со скоростью впереди идущего ослика.

Пропускная способность канала связи во многом подобна ширине шоссе; именно она определяет, сколько данных и как быстро можно передать от одного компьютера другому. Измеряют эту величину в килобитах в секунду.

Бит – это, как известно, минимальная единица информации, которую понимает ЭВМ. Каждый бит может принимать одно из двух значений – «О» или «1». Любой символ, команду или цифру можно записать чередой «О» и «1» или, говоря иначе, двоичным кодом.

Удобнее, конечно, было бы пользоваться привычной нам десятичной системой счисления. Однако так рассуждают люди, далекие от информатики. Компьютерщики знают, что принцип «да – нет», «горит – не горит», идет импульс или нет, позволяет реализовать связь гораздо более надежно, чем, скажем, голосом по телефону. Известно же, что те же радисты, когда связь неустойчива, тут же начинают передавать морзянку – ее куда слышнее.

Точно так же и при помощи двоичной системы меньше вероятность ошибки, большая надежность передачи информации в неискаженном виде. Причем для передачи одной единицы текста таким образом нужно от 8 до 64 бит.

Когда речь идет о больших массивах, их чаще измеряют в тысячах битов или килобитах, а также в миллионах бит – мегабитах. При скорости передачи данных 10–20 килобит в секунду одна страница печатного текста будет доставлена потребителю примерно за пару секунд.

Много это или мало? Вообще–то не очень много. Но именно такова сегодня средняя скорость передачи данных в системе Интернет при помощи обычного телефонного кабеля для рядового пользователя во время, когда сети не очень перегружены.

«Принцип печеной картошки»

Что делают водители, когда видят, что впереди пробка? Стараются ее объехать. Сворачивают на боковые улицы, проселочную дорогу, делают «крюки», поскольку знают – лучше все же ехать, чем стоять.

Примерно так же поступают и компьютеры в сети. Исходящая из них информация, как уже говорилось, разделяется на отдельные порции или «пакеты». И специальные системы следят, какие линии в данный момент свободны. По ним и отправляют тот или иной «пакет». Пусть он пересылается кружным путем, но все равно придет к месту назначения быстрее, нежели освободится прямая линия.

А в конечном пункте все прибывшие «пакеты», которые еще в исходном пункте были пронумерованы по порядку, выстраиваются по ранжиру, и принимающая ЭВМ получает информацию в полном порядке и объеме.

Такой способ передачи «пакетов» иногда называют «принципом печеной картошки». Вспомните, извлеченную из углей горячую картошку перекидывают с ладони на ладонь, чтобы не обжечься. Точно так же и «пакеты» перебрасывают по свободным линиям: быстрее, быстрее – пока информация не «остыла», не устарела...

По проводам или без них?