Текст книги "Удивительный интернет"

Марк Блау
Удивительный интернет

© М. Блау, 2015

© ЗАО «ЭНАС-КНИГА», 2015

* * *

Введение

Эта книга написана для молодых и даже уже не очень молодых людей того счастливого поколения, которое не представляет, что может существовать жизнь без компьютера и без Интернета. Для тех, кто общается с друзьями из соседнего подъезда с помощью Фейсбука. Для тех, кто делает домашние задания, списывая целые статьи из Википедии, и получает за это неудовлетворительные оценки, – преподаватели ведь тоже стали компьютерно грамотными. Для тех, кто не знает, что любимую книжку гораздо приятнее читать, забравшись с ногами в кресло, а не с экрана. И потому потихоньку отвыкает от этого полезного и увлекательного занятия – чтения книг.

От того, что сложные вещи делаются привычными, они не становятся более понятными. А вот изумление от их существования и попытка разгадать удивительный фокус: как же это все работает? – пропадают без следа. Хороший ноутбук работает бесшумно. Не то что раздолбанная «полуторка» ГАЗ-51, на которой я в школе изучал автодело и в результате даже получил водительские права. Охоты «открыть капот» тихонько шуршащего ноутбука и посмотреть, как он работает, не возникает. Ну, а даже если «очумелые ручки» возьмут отвертку и открутят несколько винтов, ничего интересного внутри компьютера не обнаружится. Ни тебе карданного вала, ни карбюратора! Самой приметной деталью может показаться вентилятор. Да и то потому, что шумит. А Интернет – тот вообще работает бесшумно и невидимо. Но еще как работает!

Так вот, для тех, кто хочет понять, как же работает Интернет, и написана эта книга.

Что такое Интернет?

Сначала дадим определение.

Интернет (Internet) – это всемирная система объединенных компьютерных сетей, предназначенная для хранения и передачи информации.

А вот с этого места – как говорил в культовом советском фильме обаятельный актер, игравший высокопоставленного эсэсовца, – пожалуйста, поподробнее.

Ну что же, подробнее, так подробнее.

Что такое компьютерная сеть?

Компьютерная сеть – тоже система. Эта система возникает, когда с целью совместной работы объединяют несколько компьютеров или других вычислительных (и не только вычислительных) устройств.

Например, если в компьютерном классе находится десяток компьютеров, их целесообразно объединить в локальную вычислительную сеть (Local Area Network, LAN). Такое объединение окажется полезным по ряду причин. Во-первых, оно позволит совместно пользоваться общими ресурсами. Так, окажется, что совсем не обязательно к каждому из компьютеров присоединять принтер. Ведь этим достаточно дорогим устройством приходится пользоваться не так уж часто. Одного принтера хватит на всех. Экономия средств налицо. Во-вторых, благодаря объединению в локальную сеть все компьютеры смогут совместно использовать одни и те же программы и своевременно их обновлять. Своевременное обновление особенно важно для антивирусных программ. В-третьих, появляется возможность совместного использования и обработки информации. Например, справочные или директивные материалы совсем не нужно теперь хранить на всех компьютерах, входящих в сеть, достаточно организовать доступ с каждого компьютера к общей базе данных. В-четвертых, объединение компьютеров в сеть облегчает их обслуживание.

Компьютерная сеть потому и называется системой, что объединяет в себе несколько разнородных компонентов, и компоненты эти действуют совместно для достижения общей цели. Один из компонентов компьютерной сети – подсистема, которая физически соединяет между собой компьютеры и устройства. Сюда входят кабели, соединители и приборы, обеспечивающие усиление и перенаправление сигналов. Это – аппаратная часть системы, которая по-английски называется hardware. Сто лет назад этим словом обозначали скобяные изделия, гвозди, винты, замки и дверные петли. Сейчас первое значение этого слова в любых англо-русских словарях – аппаратные средства, и в первую очередь, применительно к компьютеру.

Вторая важная часть компьютерной сети – ее программное обеспечение. По-английски эта часть называется software. Слово это было придумано только с появлением компьютеров и построено на противопоставлении: «твердое» («hard») – «мягкое» («soft»). Компьютерщики – ребята веселые!

Программное обеспечение компьютерной сети – это программы, которые установлены на всех компьютерах, входящих в сеть, и направляют по указанию пользователя потоки информации в нужное время и в нужном направлении. Или не направляют, если у пользователя нет для этого достаточных прав. Короче говоря, наблюдают за порядком в сети.

Локальные сети могут быть совсем не маленькими. Например, сеть, объединяющая все компьютерные и информационные ресурсы предприятия, может включать в себя несколько тысяч единиц самой разнообразной компьютерной техники. Локальность определяется размером территории, на которой размещена эта техника. Грубо говоря, длиной кабеля, который следует протянуть, чтобы соединить устройства, подключенные к сети. Если это расстояние не превышает 10 километров, то сеть можно считать локальной. Обычно локальная вычислительная сеть закрыта для внешних пользователей и управляется одним человеком, системным администратором, или же группой людей, в которой системный администратор если не начальник, то очень важный работник.

Компьютерные сети могут быть и глобальными (Wide Area Network, WAN). Глобальные сети покрывают большую территорию, – в пределе весь земной шар. Они являются объединением множества локальных компьютерных сетей, которые «переговариваются» друг с другом, передавая информацию.

Порядок передачи и приема информации определяется специальными правилами, которые называются протоколом.

Таким образом, Интернет является глобальной компьютерной сетью, позволяющей по определенным правилам получить с любого компьютера на Земле доступ к информации, находящейся на любом другом компьютере. Знание этих правил и умение их применять в самых разных условиях является «золотым фондом» любого человека, претендующего на работу в области компьютерных сетей и сетевых технологий. Этот сектор высоких технологий в настоящее время бурно развивается. Ведь без сетей невозможно представить себе ни скромный офис, ни большую корпорацию. Поэтому работа в области сетевых технологий не только интересна, но и хорошо оплачивается. Спрос на хороших специалистов здесь громадный. А плохие специалисты… Плохие здесь не выживают.

С большой или с маленькой буквы?

Когда слово «Интернет» только появилось в русском языке (а случилось это более четверти века назад!) его писали латинскими буквами, Internet, как зарубежный термин, который, во-первых, непонятно, как переводить на русский язык, а во-вторых, неясно, нужно ли его вообще переводить. К тому времени уже было известно немало зарубежных терминов, которые несколько лет сверкали яркой и, казалось бы, путеводной звездой на небосводе компьютерных технологий, а спустя несколько лет пропадали, будто бы их никогда и не было. Многие ли помнят сейчас о существовании языков программирования ALGOL, FORTRAN, COBOL или же PL/1?

Но Интернету была суждена долгая жизнь, поэтому и в русский язык он пришел всерьез и надолго. С поиском русского перевода этого термина затрудняться не стали, переписали русскими буквами – и ладно. Ревнители русского языка, которые в то время предпочитали слову «компьютер» словосочетание «электронно-вычислительная машина» или аббревиатуру «ЭВМ», на этот раз помалкивали. Ну, не называть же глобальную вычислительную сеть «Междусетием», как в свое время (то ли в шутку, то ли всерьез) предлагали замену английскому слову «интерфейс» – «междумордие»? Русский язык силен как раз тем, что может приспособить под свои нужды любое «чужое» слово, «надев» на него свои приставки, суффиксы и окончания.

Правда, наряду со словом «Интернет» до сих пор живет его синоним, вполне русское слово «Сеть», которое пишут с большой буквы. Как бы отмечая глобальность и единственность Всемирной компьютерной сети.

А вот вопрос о том, как писать слово «Интернет» – с большой буквы или с маленькой, – довольно долго был спорным. С одной стороны, понятие единичное и глобальное, так что его название можно считать именем собственным. С другой стороны, уже тогда многие понимали, что Интернет – в первую очередь еще один канал передачи информации. Как радио, как телефон, которые мы не пишем с большой буквы, хотя, без сомнения, это великие изобретения. Значит, и Интернет надо писать с маленькой буквы. Газета «Коммерсантъ», например, так поныне и поступает.

Портал Грамота.ру придерживается противоположного мнения. Согласно этому мнению Интернет – не единственная сеть из глобальных компьютерных сетей. Существование нескольких таких глобальных сетей не позволяет считать Интернет именем нарицательным. Это – имя собственное, имя одной, определенной глобальной компьютерной сети. На основании чего рекомендуется писать Интернет с большой буквы. Кроме того, рекомендуется склонять это слово как обычное слово мужского рода второго склонения. Например, как слово «лаборант». Нет Интернета, связался по Интернету, посмотрю в Интернете. А я вот в этой книжке расскажу об Интернете.

Компьютеры и Интернет

Как говорили когда-то в славном городе Одессе, компьютер и Интернет – это две большие разницы. Интернет – это канал связи, по которому передается информация. Компьютер же – устройство для обработки информации. Если сравнить компьютеры с электростанциями, то Интернет – система линий электропередачи, соединяющая все электростанции и позволяющая передать электроэнергию, скажем, от Ангары до Москвы.

Между тем компьютеры и Интернет настолько взаимосвязаны, что стоит разобраться в том, что первично, а что вторично. Для этого ответим на два вопроса.

Может ли быть Интернет без компьютера?

Если знать, как Интернет работает, – а мы скоро об этом узнаем, – в голову приходит простой ответ: нет, не может. Для функционирования сети передачи данных, подобной Интернету, необходимо обрабатывать поступающую информацию настолько быстро, что только компьютеры с этим и могут справиться.

Впрочем, когда межкомпьютерная связь только возникала – и об этом тоже будет рассказано уже на следующих страницах, – те, кто работал над ее созданием, думали по-другому. Компьютеры тогда были большими или очень большими. Не слишком компактное название «электронные вычислительные машины» очень подходило для этих монстров, занимавших целые вычислительные залы. Вспомните вычислительную машину «Алдан», на которой работал главный герой романа братьев Стругацких «Понедельник начинается в субботу». И вокруг которой крутился и интриговал целый Институт Чародейства и Волшебства.

Так вот, разработчики системы межкомпьютерной связи предполагали, что в их системе каждый будет заниматься своим делом. Компьютеры будут обрабатывать информацию, а за передачу информации будут отвечать специально разработанные электронные устройства – серверы и маршрутизаторы. Устройства эти будут узкоспециализированными, зато порученное им дело станут выполнять очень быстро. Компьютерная сеть будет состоять из кабелей, соединяющих эти своеобразные приемники-передатчики информации, к которым с другой стороны будут подключаться могучие генераторы информации, установленные в университетах, военных и государственных организациях. Солидная сеть для солидных людей!

Развитие техники привело к тому, что менее чем за пятнадцать лет вся электроника резко уменьшилась в размерах. Большой компьютер превратился в одну микросхему. Оказалось, что нет нужды делать специализированные устройства, предназначенные для передачи данных по сети. Проще везде, где необходимо, расставить компьютеры, в которых будет работать соответствующая программа. В настоящее время Интернет – это межкомпьютерная сеть, обслуживают которую тоже компьютеры.

Впрочем, Интернет – сеть не только для компьютеров. В нее можно включить принтеры, видеокамеры, какие-либо специальные устройства. В 1982 году студенты отделения компьютерных наук американского университета Карнеги-Меллона подключили к Интернету даже автомат для продажи кока-колы. Любой желающий, где бы он ни находился, хоть в другом полушарии, мог подключиться к автомату и узнать, достаточно ли охлаждены банки с кока-колой и сколько их еще осталось.

В 1990 году Джон Ромки (John Romkey), один из тех, кто внес существенный вклад в создание Интернета, подключил к Сети свой тостер. Это не было причудой свихнувшегося технаря. В настоящее время интенсивно развивается технология, которая называется «Интернетом вещей» (Internet of Things). Что эта технология означает? Она означает, во-первых, что «вещи» станут обмениваться информацией с человеком. Например, автоматическая стиральная машина сможет послать на мобильный телефон сообщение: «Хозяин, белье постирано. Отжимать?» – и действовать дальше в зависимости от того, какой ответ будет получен. Но это только во-первых. А во-вторых, подключенные к Интернету приборы смогут взаимодействовать друг с другом, обмениваясь информацией и принимая решения без вмешательства человека. Как это описал более шестидесяти лет назад Рэй Бредбери в грустном рассказе «Будет ласковый дождь».

Может ли быть компьютер без Интернета?

Да, компьютер может работать изолированно, не будучи подключенным к Интернету, а значит, не обмениваясь информацией с другими компьютерами. Более того, иногда это – суровая необходимость. Например, компьютеры в военных системах управления, конечно, объединены во внутреннюю локальную (а может быть, и глобальную) сеть. Но выхода в Интернет они не имеют. Соответственно и входа «снаружи» в такую сеть не будет. И не надо!

Банковские вычислительные системы тоже изолированы от «внешнего мира». И это несмотря на то, что огромное количество банковских операций сейчас совершается через Интернет. Но если вы вдруг услышите от какого-нибудь хвастунишки, что он, крутой хакер, «взломал» банковский компьютер и перевел на свой счет миллион долларов, не верьте ему – это наглая ложь. Даже доллар снять с чужого счета никому не дадут! В банковских компьютерных сетях предусмотрено еще больше хитростей, чем в военных, для того, чтобы закрыть доступ злоумышленникам. Во-первых, база данных клиентов любого банка распределена по нескольким компьютерным хранилищам, и, даже «взломав» один из компьютеров, нельзя получить полной информации. Во-вторых, все операции в течение дня ведутся с компьютерами, подключенными к «наружной» сети. Обновление информации во «внутренней» сети производится только ночью. При этом «наружную» сеть закрывают для доступа пользователей и только после этого соединяют с «внутренней» сетью.

А о том, стоит ли быть хакером, мы поговорим позже…

Да, компьютер может работать без Интернета, но без Интернета сейчас уже не сможет работать ни один человек, сидящий перед клавиатурой и экраном. Существование Всемирной сети, а тем более Всемирной паутины (о которой будет рассказано далее) приучило нас к совсем иному темпу и совсем другим методам работы. Вероятно, более сложным, но зато и более интересным и более производительным.

Кто в Интернете начальник?

Во многих больших системах имеет место иерархия, то есть жесткий порядок подчинения вышестоящим начальникам. Иерархически организованы армия, государство, многие крупные корпорации, католическая и православная церкви. Мы так привыкли к отождествлению могущества с иерархической организацией, что сначала трудно поверить в то, что во Всемирной компьютерной сети нет никакого начальства. Никакой, так сказать, «властной вертикали». Никаких Великих Магистров Интернета, чья воля и чьи приказы решают все.

Интернет – осуществленная мечта анархистов. Здесь нет формальных руководителей. Все локальные сети, подключенные к Интернету, равноправны. Каждая сеть функционирует по своим правилам, которые устанавливает системный администратор данной сети. Он же определяет, к какой информации могут получить доступ «гости», подключающиеся к сети снаружи. Таким образом, системный администратор – бог, царь и воинский начальник, но только в рамках своей сети. У соседей – свой системный администратор, который может решать возникающие проблемы по-своему. Подобная организационная структура называется сетевой.

Она кажется хлипкой и рыхлой по сравнению с могучей иерархической пирамидой, где информация поднимается от нижних уровней к высшим, а оттуда, из поднебесья, спускаются на грешную землю приказы, обязательные к исполнению. На самом деле сетевая организация может оказаться лучше приспособленной к выполнению поставленных перед ней задач, чем иерархическая. Например, небольшой отряд спецназа иной раз действует эффективнее, чем батальон или полк.

У крупной иерархически организованной системы есть свои достоинства, но есть и недостатки. Ее легко дезорганизовать, если первым же ударом «выбить» командную верхушку. «Сверху» перестанут поступать приказы, и великолепная пирамида разрушится. Именно так действовали испанские конкистадоры, когда их небольшие, но вооруженные огнестрельным оружием и дисциплинированные отряды встречались с крупным войском индейцев. Стрелки знали: в первую очередь надо целиться в вождя, которого индейцы не скрывали и даже несли за войском на золоченых носилках. Если вождь был убит, дезорганизованных индейцев добивали поодиночке. А вот если у испанцев индейцы убивали командира, никакой дезорганизации не наступало. На место убитого тут же становился заранее назначенный заместитель, и небольшая, но сплоченная и обозленная банда продолжала сражение.

История Интернета как раз начинается с проекта, направленного на то, чтобы сделать армейские, иерархически организованные структуры менее уязвимыми в случае глобального конфликта.

Часть 1. Краткая история интернета

Интернет замечателен молниеносностью своего развития. В течение всего нескольких лет был придуман, реализован и опробован принцип объединения компьютеров в сеть. Была заложена основа для дальнейшего развития и всемирного распространения компьютерной сети.

Интернет-индустрия в середине двадцатого века «сдвинулась с места» гораздо быстрее, чем автомобиле – или авиастроение в конце века девятнадцатого. Во многом это было обусловлено тем, что главным «двигателем» в этой сфере деятельности была мысль в почти чистом виде. Для ее воплощения в жизнь не требовалось лить и ковать металл, прокладывать линии электропередачи или строить цеха или заводы. А «ускорители мысли», компьютеры, уже существовали и с каждым годом становились мощнее. Поэтому время от придумки до ее осуществления измерялось буквально месяцами и днями.

Другим «ускорителем мысли» послужил новый способ организации работы. Объединение компьютеров в сеть объединило и специалистов, работавших над проектами совершенствования этой сети, хотя они находились достаточно далеко друг от друга. Образно выражаясь, теперь администраторы и исполнители сидели в одной виртуальной комнате. По этой причине все возникавшие вопросы решались очень быстро. Никаких бюрократических надстроек воздвигать не потребовалось. Доступ к каждому исполнителю был обеспечен. Рай для администратора, и только!

Впрочем, и для исполнителей это был рай. Как и во всякую новую область знания и умения, в Интернет-индустрию стекались люди разные, но всегда творческие. Для таких людей осуществить хотя бы часть обуревающих их идей – великое счастье. (Правда, убедившись попутно, что многие другие их идеи, самые глобальные и самые яркие, никуда не годятся.) И такая возможность самореализации была им предоставлена. Эти люди не работали бесплатно, но делали свое дело с редкостной самоотдачей. Иной раз кажется, что герои ранних романов братьев Стругацких – ученые, компьютерщики и космолетчики светлого коммунистического будущего – были списаны с этих энтузиастов.

ARPA и RAND

Интернет – детище «холодной войны». После Второй мировой войны страны, которые выступали одним фронтом в войне против нацистской Германии и ее сателлитов, довольно быстро выяснили, что их интересы противоположны. Бывшие союзники стали «вероятными противниками». Прямое военное столкновение между СССР и США, которое казалось вполне возможным, должно было привести к войне с полномасштабным применением ядерного оружия. Такая война явно грозила гибелью всему человечеству. Гриб ядерного взрыва для нескольких поколений стал символом конца света.

К счастью, Апокалипсиса не случилось. Но гонка вооружений – и простых, и ядерных – была запущена.

Гонка на то и гонка, чтобы то один, то другой из конкурентов выходил вперед. Серьезным успехом Советского Союза оказался запуск искусственного спутника Земли 4 октября 1957 года. США отреагировали на эту победу советской науки и техники очень болезненно. Дело было не только (и не столько) в приоритете. Важнее было другое. Советский Союз продемонстрировал, что у него есть ракеты, с помощью которых можно «забросить» ядерную боеголовку в любое место планеты за смешное время в несколько десятков минут. Ни контролировать полет летящей ракеты, ни сбивать ее тогда не могли. Одно из главных преимуществ Америки – большое расстояние от СССР – было потеряно. Соединенные Штаты оказались абсолютно не защищенными от ядерного удара.

В ответ на победу СССР в космосе президент Д. Эйзенхауэр, возглавлявший в те годы США, приказал предпринять меры, чтобы Советы больше никогда не обогнали США в важных военных областях. Уже в 1958 году для этого была создана новая правительственная структура, которая называлась Агентством перспективных исследований, Advanced Research Projects Agency. Или, сокращенно, ARPA. Агентство должно было инициировать перспективные научные проекты в сфере обороны. Для работы в ARPA приглашали известных ученых. На возникновение того, что мы сегодня называем Интернетом, повлияла еще одна организация, возникшая в США на десять лет раньше, чем ARPA. Организация эта называлась «RAND Corporation». Ее название представляет собой сокращение английского термина «Research and Development» – «научно-исследовательские разработки». Корпорация была основана в 1948 году в Калифорнии по инициативе командования Военно-воздушных сил США и некоторое время считалась подразделением авиастроительной компании «Дуглас». На создание и первоначальное содержание «RAND Corporation» правительство выделило 10 миллионов долларов. В первое десятилетие своего существования корпорация «RAND» сосредоточилась на конструировании авиационной и ракетной техники. Среди разработок того времени – план американской космической программы. Согласно этой программе первый искусственный спутник Земли должен был быть запущен в 1957 году. Правда, то, что это произойдет в Советском Союзе, не планировалось.

Создание «RAND» было удачной попыткой сохранить большой интеллектуальный потенциал, который накопился в США в годы Второй мировой войны. В то время множество ученых и инженеров были мобилизованы для создания принципиально новых вооружений. В рамках этой «технологической» войны появились атомная бомба, радар, радиовзрыватели и другие полезные с точки зрения военных изобретения.

Как правило, такие изобретения создавались небольшими коллективами ученых. Атмосфера в этих группах царила демократическая, как на университетских семинарах или научных конференциях. Генералы, руководившие научно-исследовательскими разработками, воспринимали это как высшую степень разгильдяйства. А некоторые, самые параноидальные из них, расценивали такую свободу как личное неуважение и даже измену родине.

В конце концов, американские военные обнаружили, что лучший способ руководить учеными – это не «руководить» ими. То есть не руководить слишком явно. Выработался своеобразный стиль руководства научными исследовательскими программами. Ученые «шевелили мозгами», а представители военных ведомств обеспечивали координацию исследований, их финансирование и материальное снабжение. А самое главное, занимались практическим применением результатов.

После того как в рамках авиастроительной компании полезность «RAND Corporation» была доказана, ее превратили в некоммерческую организацию, которая ставила своей целью путем исследования и анализа способствовать повышению общественного благополучия США и безопасности государства. За «RAND Corporation» закрепилась роль государственного центра стратегических исследований. Однако за консультациями в корпорацию обращались и обращаются многие крупные частные фирмы, международные организации и даже правительства зарубежных стран.

Работы «RAND Corporation» над любым заданием завершаются докладом. Доклад является серьезным, разносторонним и многоплановым исследованием определенной темы. Это недешевое удовольствие, но оно того стоит. Доклад всегда заканчивается серьезными и научно обоснованными рекомендациями, которые иной раз могут идти вразрез с мнением заказчика. Это, пожалуй, самый интересный случай. Поскольку доклад носит рекомендательный характер, заказчик может принять рекомендации «RAND», а может их и проигнорировать. В любом случае оговаривается, что доклад считается выражением личного мнения авторов. Корпорация же отвечает только за высокий профессиональный уровень выполненного анализа, но ни в коем случае не принимает на себя ответственность за результаты применения или неприменения рекомендаций, изложенных в докладе.