Компьютерные сети и интернет: понятие, виды, протоколы

Сообщение уходит с телефона и через секунду оказывается в другом городе. Между двумя экранами - кабели, вышки, маршрутизаторы и пачка соглашений, как пакеты вообще имеют право путешествовать. Это и есть сети. Интернет - самая большая из них, но не единственная.

Ресурс тут шире, чем «файл на диске». Это принтер в кабинете, общая папка, сайт, облачное хранилище, онлайн-игра. Сеть нужна, когда одному устройству тесно в одиночестве.

Зачем вообще строить сеть

• обмен сообщениями и файлами;
• совместный доступ к устройствам и программам;
• централизованное хранение и резервное копирование;
• удалённая работа и учёба;
• доступ к службам вроде почты, веба, видеосвязи.

Минус тоже есть: без сети вирус гуляет по одному ПК, в сети - по десятку, если админ спал. Поэтому в теме сетей всегда рядом безопасность и разграничение доступа.

Классификация по масштабу

В школе чаще всего спрашивают LAN и WAN. Если в билете есть Wi‑Fi домашний - это LAN (беспроводной сегмент). Если речь про связь филиалов через провайдера - уже территория WAN.

Топологии

Топология - схема, как узлы соединены логически или физически.

• Шина - общая линия. Просто, но конфликтнее и менее живуче: обрыв общей среды бьёт по всем.
• Звезда - всё через центр (коммутатор, точку доступа). Сегодня самый частый вариант в LAN. Упал центр - лежат «лучи».
• Кольцо - данные идут по кругу. Встречается реже в чистом виде.
• Дерево / смешанная - звёзды, соединённые между собой. Реальные офисы почти всегда смешанные.
• Полная связность - каждый с каждым. Надёжно и безумно дорого на росте числа узлов.

На контрольной любят вопрос: «какая топология, если кабель от каждого ПК идёт в один свитч?» Ответ: звезда.

Провод и радио

Среда передачи бывает разной:

• витая пара (обычный Ethernet-кабель в офисах);
• оптоволокно (дальше и быстрее, основа магистралей);
• радиоканал (Wi‑Fi, сотовая связь, спутник).

Wi‑Fi не «другой интернет». Это способ подключить устройство к уже существующей сети без кабеля до розетки RJ-45. Дальше пакеты всё равно идут через маршрутизатор провайдера.

Протоколы и модель TCP/IP

Без общего протокола устройства «говорят на разных языках». С ним - могут быть от разных производителей и всё равно понимать друг друга.

Для интернета базовый стек - TCP/IP. Упрощённо уровни такие:

1. Канальный / сетевой доступ - кадры в пределах сегмента (Ethernet, Wi‑Fi).
2. Межсетевой (IP) - адресация и маршрутизация пакетов между сетями.
3. Транспортный (TCP/UDP) - доставка процессу на устройстве. TCP с установкой соединения и контролем доставки, UDP быстрее и «без гарантий» (стримы, часть игр, DNS-запросы).
4. Прикладной - HTTP(S), SMTP, FTP, DNS и другие службы, которыми пользуется человек или программа.

В учебниках ещё рисуют семиуровневую OSI. Её полезно знать как «карту», но в интернете на практике живут идеи TCP/IP. Если просят сравнить - не смешивайте названия уровней через запятую без понимания, какой стек имеется в виду.

IP-адрес, маска, DNS

IP-адрес - числовой идентификатор узла в сети. IPv4 выглядит как 192.168.0.15 (четыре числа 0-255). Адресов IPv4 на всех не хватило, поэтому растёт IPv6 с длинной записью.

Маска подсети отделяет «номер сети» от «номер узла». Отсюда вопрос экзамена: принадлежат ли два адреса одной локальной сети.

Людям удобнее имена: napishem.ru. DNS переводит имя в IP. Сломался DNS - сайты «не открываются», хотя пинг по цифрам ещё может работать. Типичная путаница «пропал интернет», а на деле умер именно резолвинг имён.

Порт помогает понять, какому приложению на машине отдать пакет: 443 часто HTTPS, 22 - SSH, 53 - DNS. Один IP, много программ - разруливают порты.

Что такое интернет

Интернет ≠ Всемирная паутина. WWW - служба поверх интернета (страницы по HTTP/HTTPS). Почта, мессенджеры, торренты, онлайн-игры используют тот же интернет, но другие прикладные протоколы.

Как уходит запрос к сайту в бытовой картинке:

1. браузер спрашивает DNS: какой IP у имени;
2. по IP строится маршрут через сети провайдеров;
3. по TCP (часто) устанавливается соединение;
4. по HTTPS запрашивается страница;
5. сервер отвечает, браузер рисует результат.

По пути пакеты режутся, буферизуются, иногда теряются и переспрашиваются. Вам это почти незаметно, пока канал стабилен.

Аппаратные роли

• Сетевая карта / адаптер - интерфейс устройства в сеть.
• Коммутатор (switch) - соединяет узлы в LAN, пересылает кадры по MAC-адресам.
• Маршрутизатор (router) - связывает разные сети, работает с IP, часто ещё раздаёт Wi‑Fi и раздаёт адреса по DHCP.
• Точка доступа - радиовход в проводную сеть.
• Межсетевой экран (firewall) - фильтрует трафик по правилам (бывает отдельным устройством или службой ОС/роутера).

Домашний «роутер от провайдера» обычно совмещает маршрутизатор, коммутатор, точку доступа и простой firewall в одной коробке. В схеме на экзамене их иногда разводят по ролям специально, чтобы проверить термины.

Безопасность в двух абзацах

Сеть расширяет периметр атаки. Пароли на Wi‑Fi, обновления прошивки роутера, HTTPS вместо открытого HTTP, осторожность с публичными точками доступа - базовый минимум. Корпоративные сети добавляют VPN, сегментацию, политики доступа.

Шифрование на канале (WPA2/WPA3 в Wi‑Fi, TLS в HTTPS) не делает человека неуязвимым к фишингу. Протокол не читает за вас письмо «срочно переведите деньги».

Частые ошибки в ответах

• «Интернет и WWW - одно и то же».
• «Wi‑Fi - отдельный вид интернета, не сеть».
• Путают коммутатор и маршрутизатор.
• Пишут IP, когда имеют в виду доменное имя (или наоборот).
• Считают, что TCP «всегда лучше»: для части задач UDP как раз уместнее.

Ещё классика: нарисовать звезду и подписать «шина», потому что «кабель же один в центре». Центр - устройство, лучи - отдельные линии. Это звезда.

Краткая шпаргалка

• Сеть = узлы + каналы + протоколы.
• По масштабу: PAN → LAN → MAN → WAN; интернет - глобальное объединение сетей.
• Частая топология LAN: звезда.
• TCP/IP: IP для маршрутов, TCP/UDP для доставки процессам, HTTP/DNS/... наверху.
• DNS: имя ↔ IP. Порт: какое приложение на узле.
• WWW - одна из служб интернета, не весь интернет.

Связка с другими темами справочника: объём и скорость канала разбирали в единицах измерения информации, а среда, в которой крутятся сетевые службы, - в статье про операционные системы.