Способы подключения к Интернету

Выделенные линии, кабельные и беспроводные сети, спутниковая связь — от предложений интернет-провайдеров рябит в глазах. Какой вид подключения будет удобен лично вам? Рассмотрим особенности технологий доступа, чтобы помочь сделать правильный выбор.

Интернет пошел в массы всего лет десять назад, а способов доступа к нему за это время расплодилось видимо-невидимо. Впрочем, большая часть сетевых устройств была изобретена еще до популяризации всемирной сети и предназначалась для получения совсем иных услуг. Как бы то ни было, сейчас в отношении любого средства связи у пользователя возникает один вопрос: как эта штука может мне быть полезной для выхода в Интернет, для доступа в домашнюю или внутриквартирную сеть? Мы попытаемся разобраться во всем многообразии способов подключения к Сети из дома и домашнего офиса.

Рассмотрим наиболее известные технологии с теоретической и практической точки зрения, но без учета распространенности, ведь известность той или иной технологии еще не означает, что она доступна в вашем городе, районе и доме. Этот материал можно рассматривать в качестве небольшой памятки при выборе из нескольких реальных предложений местных провайдеров. И даже если провайдер нужного типа найден, последнее слово остается за его техническими специалистами, определяющими возможность подключения в вашем конкретном случае.

Каждый раздел посвящен отдельному виду подключения к Интернету с описанием общих моментов, вариантов данного способа подключения и необходимого для этого оборудования. Но прежде всего затронем базовые вопросы.

Классификация видов подключения

Абонентские подключения к Сети можно разделить на два основных класса: индивидуальные и коллективные. При индивидуальном подключении каждый абонент использует выделенный лично для него канал до точки присутствия провайдера, находящейся за пределами здания (рис. 1, а).

Рис. 1. Классификация подключений по массовости использования каналов

Примером здесь могут служить выход в Интернет через коммутируемую линию с помощью обычного модема или через DSL-модем, через спутник и т.д. При коллективном подключении в здании прокладывается сеть совместного пользования, которая применяется не только для выхода в Интернет, но и для связи между соседями без его использования (рис. 1, б). К этому классу подключений относятся все домовые сети и доступ по телевизионному кабелю. Проще говоря, деление основывается на том, сколько проводов подходит к дому и кто пострадает в случае неисправности одного провода — индивидуальный абонент или целый коллектив.

Подключения также делятся по удаленности абонента от точки присутствия поставщика услуг Интернета (рис. 2). В случае домашних сетей точка присутствия располагается в том же доме, что и абонент, или по соседству. Для подключений DSL оборудование провайдера находится, как правило, на ближайшей телефонной станции. Классический доступ через модем подразумевает присутствие поставщика где-то в черте города. А при спутниковой связи виртуальный канал прокладывается на земную орбиту.

Рис. 2. Классификация подключений по удаленности от провайдера

Существуют и другие способы классификации, основывающиеся на технических характеристиках. Давайте детально рассмотрим каждый вид подключения, чтобы вы сами могли определить для себя наиболее подходящий.

Скорость передачи

Пожалуй, данный вопрос представляется наиболее запутанным, поэтому остановимся на нем в первую очередь.

Скорость передачи информации между двумя устройствами определяется прежде всего канальной скоростью, т.е. числом «сырых» битов, передаваемых за единицу времени по транспортному каналу. «Сырым» этот набор битов называется потому, что помимо полезной информации содержит в себе информацию служебную. Соотношение полезной и служебной информации зависит от конкретной технологии, а иногда и от размера передаваемого блока. Например, при загрузке файла с FTP-сервера в локальной сети Fast Ethernet, у которой канальная скорость 100 Мбит/с, полезная нагрузка не будет превышать 96 Мбит/с. Такой КПД можно считать почти идеальным, во многих технологиях он гораздо ниже: например, для Wi-Fi он меньше 50%.

Одна из часто встречающихся причин непонимания между провайдерами и их клиентами — путаница между битами и байтами. В сфере коммуникаций, равно как и в других областях, связанных с низкоуровневыми операциями, основной единицей информации является бит, а единицей скорости соответственно число битов в секунду. Пользователю же, оперирующему с информацией на высоком уровне, удобнее считать в байтах. Чтобы окончательно запутать потенциального клиента, провайдеры слово «бит» сокращают до одной буквы «б», которую многие ошибочно расшифровывают как «байт». Дело еще более усложняется, когда речь заходит о килобитах и мегабитах. Компьютерные специалисты традиционно считают приставку «кило» соответствующей множителю 1024, в то время как связисты и многие маркетологи, далекие от компьютерных наук, применяют десятичную систему, в которой килобит равен тысяче битов. С учетом всего вышесказанного заявленная для Fast Ethernet канальная скорость 100 Мбит/с на практике соответствует 11,4 Мбайт/с (в идеальных условиях), но не 12,5 Мбайт/с, как можно было бы подумать. И уж точно не 100 Мбайт/с.

Сильное влияние на скорость оказывают электромагнитные помехи и затухание сигнала. Некоторые технологии работают только с одной скоростью в ограниченном диапазоне расстояний между передатчиком и приемником. Другие технологии позволяют адаптивно подстраивать скорость в зависимости от состояния канала: чем оно хуже, тем ниже скорость. Например, канальная скорость ADSL варьируется от 8 Мбит/с на хорошей линии вблизи АТС и до 192 кбит/с на удалении 5 км от нее.

Канальная скорость за вычетом всех издержек — это еще не скорость доступа в Интернет. Канальная скорость определяет максимальную пропускную способность между вашим компьютером и точкой присутствия провайдера. Например, эта скорость может быть 100 Мбит/с, а скорость доступа по выбранному вами тарифу — 128 кбит/с по направлению к вам и 64 кбит/с по направлению от вас.

Каким бы ни было подключение абонента, индивидуальным или коллективным, от точки присутствия провайдера к транспортным магистралям Интернета идут общие каналы (рис. 3). Пропускная способность этих каналов меньше, чем потребовалось бы всем клиентам одновременно, потому что в традиционной модели пользования Интернетом одновременно передает и получает информацию лишь небольшая часть пользователей. Мастерство провайдера как раз в том и состоит, чтобы при минимальной пропускной способности канала клиенты почти не ощущали ограничения скорости. К сожалению, слово «почти» каждый провайдер понимает по-своему, и иногда случается так, что потребности абонентов значительно превышают возможности провайдера. Свою лепту вносит быстрое появление новых высокоскоростных абонентских подключений, за которыми глобальные сети не поспевают. По той же причине меняется модель пользования Сетью: если раньше загрузка фильмов, музыки, игр казалась делом малореальным, сейчас многие пользователи круглосуточно переписывают гигабайты информации.

Рис. 3. Пропускная способность каналов между клиентом и сервером

При работе с серверами в Интернете необходимо помнить о том, что каждый сервер имеет своего провайдера, у которого каналы тоже не резиновые. Магистрали между городами, странами и континентами также имеют свои ограничения, обслуживая миллионы пользователей. Даже если вам по тарифу положен 1 Мбит/с, не удивляйтесь, что скорость передачи к вам откуда-нибудь из Австралии или Южной Америки не превысит 10 Кбайт/с.

Задержка передачи

Высокая скорость передачи важна только для загрузки больших файлов. Для просмотра веб-сайтов, онлайновых игр и интернет-телефонии гораздо более критичной является задержка передачи. Именно она оказывает основное влияние на комфортность работы. Провайдеры ранжируют тарифы по скорости передачи, и поэтому многие отождествляют скорость и задержку, но это не одно и то же.

Сравним спутниковый канал и обычный модем. В первом случае скорость может достигать нескольких мегабит в секунду, а через модем больше 56 кбит/с не получишь. Но у модема задержка всего несколько миллисекунд, а со спутника — более секунды. Первый пользователь может быстро загрузить большой файл, но открытие веб-страницы начнется не раньше, чем через пару секунд после ввода адреса. В играх его стрельба по противникам окажется безуспешной, потому что он будет думать, что прицеливается, а на самом деле цель давно уже убежала. Наоборот, обладателю модема потребуется не менее 10 мин, чтобы загрузить короткую песню, картинки на веб-страницах станут грузиться медленно, но сама реакция на действия пользователя может быть почти моментальной (рис. 4).

Рис. 4. Временная диаграмма обмена информацией при различных значениях скорости и задержки

Задержка определяется не только временем распространения сигнала по проводам, но также временем на обработку сигналов и данных различными сетевыми устройствами, которое может многократно превышать время распространения (рис. 5). На задержку влияет загруженность каналов: на перегруженном участке начнут возникать очереди данных, часть из которых может теряться, что требует дополнительного времени на обнаружение потерь и повторную передачу. Поэтому еще не факт, что пользователь модема достигнет в играх большего успеха, чем спутниковый пользователь: если для игры требуется б?ольшая частота обмена данными, чем может обеспечить модем, канал попросту забьется данными и действие в игре будет происходить рывками.

Рис. 5. Нарастание задержки с проходом участков между клиентом и сервером

Тарификация

Чтобы брать плату пропорционально объему пользования услугами, провайдеры могут учитывать время подключения (при сеансовом доступе через модем или спутник), количество принятой или переданной информации или все сразу, а могут не учитывать вообще ничего, ограничиваясь лишь абонентской платой.

Контролировать время подключения пользователь способен самостоятельно, и почти каждый примерно представляет себе, сколько времени он собирается проводить в Интернете. Гораздо сложнее контролировать свой трафик, потому что без специальных технических средств он неосязаем. Пользователь просто не осознает, что имеет дело с большими объемами информации, особенно если скорость высокая и время загрузки соответственно небольшое. Классический анекдот на эту тему: абонент, отказывающийся платить по счету, мотивирует свой отказ тем, что не скачивал фильм, а всего лишь посмотрел его .

Программы учета трафика не являются стандартными компонентами пользовательских операционных систем; чтобы выбрать подходящую программу, надо перепробовать множество вариантов, а это занятие на любителя. К тому же программа на вашем компьютере учитывает только то, что попало на него во время ее работы. А провайдер учитывает все, что предназначалось для вас, даже если ваш компьютер в тот момент был отключен от сети. Особо алчные провайдеры учитывают даже трафик внутри локальной сети (между своими абонентами), в то время как другие провайдеры могут не учитывать трафик с некоторых сайтов в Интернете или продавать его по льготным расценкам. Заботливые провайдеры создают свои собственные мультимедийные и игровые серверы, чтобы пользователю не приходилось тратиться на работу с теми же ресурсами во внешней сети.

Тарифные планы с учетом трафика имеют постоянную составляющую в виде абонентской платы, в которую уже включено некоторое количество трафика. Четкое представление о своих потребностях позволяет расчетливому абоненту выбрать оптимальный тариф, потому что даже неполное израсходование мегабайтов, включенных в абонентскую плату по более дорогому тарифу, может обойтись дешевле, чем оплата перерасхода по тарифу с меньшей абонентской платой (рис. 6).

Рис. 6. Выбор оптимального тарифа исходя из количества потребляемого трафика

Более привлекательными для многих пользователей представляются тарифы без ограничений (unlimited). Конечно, совсем без ограничений ничего не бывает. Свои предложения по безлимитному доступу провайдер основывает на предположении о средней норме трафика в одни руки. Если вы постоянно будете превышать некий предел, вам либо предложат доплатить, либо снизят скорость доступа, либо в одностороннем порядке расторгнут договор. В интересах маркетинга этот предел редко афишируется в договоре, но будьте уверены: юридическое обоснование своих действий провайдер всегда найдет. Чтобы у пользователя не возникало ошибочного ощущения вседозволенности, скорость доступа по безлимитным тарифам обычно невысокая. Например, один и тот же провайдер может предлагать 2 Мбит/с при оплате трафика, но не более 750 кбит/с для безлимитных тарифов.

Аутентификация и защита данных

Оборудование провайдера определяет, разрешить ли доступ клиенту с помощью аутентификации (опознания). Основой для аутентификации может быть имя пользователя и пароль, используемый сетевой адрес или даже сам факт подключения по данному кабелю. Общей чертой всех этих способов является легкость фальсификации: достаточно подключиться к вашей проводке и перехватить нужную информацию.

Даже если провайдер не учитывает трафик, и он, и легальные пользователи хотят иметь защиту от несанкционированного подключения и фальсификации. Во-первых, трафик нелегалов приводит к дополнительным издержкам провайдера, которые возмещаются за счет легальных пользователей. Во-вторых, любой трафик загружает каналы общего пользования. В-третьих, пиратские подключения часто имеют целью вредоносное воздействие на компьютеры абонентов и их компрометацию.

Базовый уровень защищенности обеспечивает соединение «точка — точка» (PPP) между компьютером абонента и шлюзом в Интернет с обязательным шифрованием пароля. Наибольшая конфиденциальность достигается с применением технологии виртуальной частной сети (VPN), но для шифрования всего трафика провайдеру потребовалась бы мощная аппаратура, что не самым приятным образом отразилось бы на стоимости его услуг.

Сетевой адрес абонента

Для дистанционного обмена информацией каждому компьютеру необходим сетевой адрес, называемый IP-адресом (Inter-network Protocol). С целью упрощения локальных сетей некоторые адреса не являются частью адресного пространства Сети. Они называются внутренними и, в отличие от внешних адресов, имеют действие только в пределах своей локальной сети; таким образом, в разных локальных сетях могут использоваться одни и те же внутренние адреса. Компьютер абонента с внутренним адресом («А2» на рис. 7) работает с Интернетом не напрямую, а через подмену адресов, которую осуществляет шлюз провайдера («А3»). При этом все абоненты локальной сети с внешней точки зрения выглядят как один пользователь, которым является шлюз. Произвольный удаленный компьютер («А4») не может напрямую обратиться к компьютеру абонента, что защищает абонента от внешних хакерских и вирусных атак. Это оптимальный вариант для пользователей, которым требуется работа с браузерами и электронной почтой.

Рис. 7. Внутренние и внешние IP-адреса

Для работы некоторых приложений обязателен прямой доступ. Прежде всего это набирающие все большую популярность файлообменные сети и аналогичные одноранговые (peer-to-peer, p2p) сообщества, например распределенная IP-телефония. Одноранговость заключается в том, что все участники сети равны: любой компьютер может выступать и в качестве сервера, и в качестве клиента и поэтому должен быть доступен напрямую из Сети («А1» и «А4» на рис. 7). Внешний IP-адрес также может потребоваться для работы с некоторыми FTP-серверами и системами «клиент — банк». Не обойтись без него и при создании собственного игрового или веб-сервера. Однако, имея внешний адрес, компьютер доступен не только для целевой аудитории, но и для всего интернет-мира, а значит, и многообразных атак. Поэтому обладатели внешних адресов должны принимать специальные меры по предотвращению атак, уделяя повышенное внимание установке и настройке брандмауэров и антивирусов.

Одни провайдеры выделяют внешние адреса без дополнительной оплаты, другие взимают за это удовольствие от 1 до 20 долл. ежемесячно. Причем на дешевых тарифах могут вводиться блокировки некоторых входящих соединений, чтобы препятствовать созданию абонентом собственных серверов.

Независимо от того, внешний адрес у пользователя или внутренний, существует техническая возможность прямого обмена информацией между абонентами одной сети. Но провайдер может блокировать такой обмен, чтобы не перегружать внутренние каналы, либо, как уже говорилось выше, такой обмен может тарифицироваться наравне с внешним трафиком.

Стоимость подключения

Затраты на подключение складываются из трех основных составляющих: стоимости оборудования, оплаты действий провайдера и ваших собственных трудозатрат. К последним относится, например, разводка кабеля по квартире, если она требуется для данного вида подключения. Взнос провайдеру может быть самой разной величины для одного и того же вида подключения: от бесплатного или льготного во время долгосрочной рекламной кампании и до нескольких сотен долларов. Предсказать здесь что-либо трудно, поэтому мы ограничимся указанием примерной стоимости оборудования.

Впрочем, оборудование оборудованию рознь: бывают модели простые, а бывают с серьезным функционалом, которые могут стоить в несколько раз дороже. Если провайдер предлагает приобретать оборудование у него, типовой пакет, как правило, включает незамысловатую модель с минимумом необходимых функций. Именно на этот вариант мы и советуем вам ориентироваться, а опытные пользователи и сами всегда смогут подобрать себе модель по вкусу и по карману.

Разделение доступа

Становится все больше пользователей, имеющих в доме несколько компьютеров: настольный, мобильный, карманный, холодильник с автоматическим заказом продуктов через Интернет. Разумеется, всем им необходим выход вовне, и естественно было бы объединить их в одну внутриквартирную сеть.

Рис. 8. Домашний маршрутизатор — центр внутриквартирной сети

Оптимальным для большинства решением являются специализированные домашние маршрутизаторы. Благодаря развитию электроники сейчас возможна реализация многих функций в одной микросхеме. Поэтому несколько устройств, предлагавшихся ранее в качестве самостоятельных продуктов, легко объединяются в небольшом корпусе домашнего маршрутизатора (рис. 8, 9). Простейшие модели со встроенным четырехпортовым коммутатором стоят порядка 50 долл. Многофункциональный комбайн, совмещающий в себе также ADSL- или кабельный модем, точку беспроводного доступа и сервер печати, можно приобрести по цене от 150 долл. Такое устройство обеспечивает почти прозрачное разделение одного подключения между несколькими пользователями, защищает их от атак и даже может проверять трафик на вирусы. VPN-маршрутизаторы позволяют надомным работникам создать безопасное соединение с сетью своего офиса.

Рис. 9. Внешний вид домашних маршрутизаторов

От чего хотелось бы предостеречь, так это от покупки оборудования для дома «на вырост». Современные тенденции таковы, что к тому времени, когда вам наконец потребуются те функции, за которые вы переплатили пару лет назад, технологии могут измениться настолько, что сделают ваши припасы практически бесполезными. Например, если у вас еще нет беспроводных устройств, но планируется их появление, покупайте маршрутизатор не с установленным беспроводным адаптером, а с разъемом PCMCIA, в который потом можно будет установить наиболее современный адаптер. Впрочем, не стоит впадать и в другую крайность, ограничиваясь исключительно лишь минимумом функций.

ОБ АВТОРЕ

Антон Самсонов — эксперт тестового центра журнала «Мир ПК», e-mail:asis@osp.ru