Невидимые сети

Интернет в начале двадцать первого века столь же привычен и незаменим, как, скажем, стационарная телефонная связь в конце века двадцатого.

Интернет в начале двадцать первого века столь же привычен и незаменим, как, скажем, стационарная телефонная связь в конце века двадцатого.

Для кого-то Сеть является не более чем приятным времяпрепровождением, кто-то зарабатывает с ее помощью деньги, а некоторым особо фанатичным личностям она и вовсе приходится "домом родным" - виртуальные знакомства, чаты, форумы, доступ к музыкальным новинкам и фильмам… Учитывая, что в нашей стране высокая цена мультимедийного и программного контента зачастую не является преградой для его использования, а измерить в цифрах человеческую тягу к общению не представляется возможным, становится понятно, почему все больше и больше граждан пытаются обеспечить себе доступ к всемирной паутине. Разумеется, не стоит забывать и об интернет-трудягах (коих нынче очень много): "удаленных" программистах, HTML-кодерах, дизайнерах и прочих представителях "фрилансерских" профессий (журналистов, редакторов, переводчиков, etc.), которым жизненно необходим постоянный доступ к электронной почте и ICQ. Кроме того, миновали времена, когда сотрудники даже крупных организаций в качестве основного средства передачи данных пользовались факсом - электронная почта, как и удаленное подключение к корпоративной офисной сети посредством VPN, давно стали нормой.

Разумеется, голубой мечтой уважающего себя интернет-профи, который не только развлекается, но и деньги зарабатывает, является возможность быть в онлайне всегда - то есть не только дома, но и в учебном заведении, в офисе, в дороге и даже на отдыхе. Еще лет пять-семь назад в наших краях это было практически невозможно, и большая часть отечественных пользователей, с трудом подключившись к Интернету с помощью глючного и вечно занятого дайлапа, с грустью читала новости о бешеных скоростях передачи данных в какой-нибудь Японии или Южной Корее. Но времена меняются - количество и качество услуг отечественного интернет-провайдинга постоянно растет, благодаря чему на вопрос "услугами какого провайдера вы пользуетесь?" в двух словах уже не ответишь. Почему? Да потому, что придется перечислить не только имена поставщиков домашнего и офисного Интернета, но и упомянуть нескольких мобильных операторов, а также названия близлежащих кофеен, в которых висят таблички "WiFi Zone".

Однако в популяризации мобильного Интернета в России большую роль сыграли операторы сотовой связи - зачастую человек впервые сталкивался с Интернетом, запустив WAP-браузер своего мобильника в надежде скачать свежую мелодию или прочесть пару-тройку анекдотов. Посему с операторов и начнем.

Мобильные сети второго поколения

Стандарт GSM (от Global System for Mobile Communications - глобальная система для мобильных коммуникаций), будучи исторически первым коммерческим стандартом для беспроводной передачи голоса, с первых своих дней предоставляет и возможность передавать данные. Причем скорость и качество передачи неуклонно растут.

Наиболее широко распространены в нашей стране именно GSM-сети. Но не стоит считать, что все они одинаковы, - часть из них относится к поколению 2.5G, а некоторые - уже к 2.75G. В чем разница? Прежде всего следует сказать, что основополагающее отличие 2G-сетей от 2.5G заключается в поддержке последними технологии GPRS (General Packet Radio Service); а вот сети 2.75G помимо GPRS поддерживают еще и технологию EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution), которая является дальнейшим развитием GPRS и обеспечивает повышенную скорость передачи данных. Аппараты для работы в GSM-сетях поколений 2.5/2.75 делятся на три класса: класс А (одновременная передача данных и голоса), класс В (передача либо данных, либо голоса) и класс С (только данные). Подробнее о поколениях сотовой связи можно прочитать во врезке.

На практике все выглядит примерно так: предположим, сеть вашего GSM-оператора относится к поколению 2.5, а ваш мобильный телефон поддерживает технологию GPRS; следовательно; теоретически скорость передачи данных может достигать 170 кбит/с, но на самом деле она не превышает 30-50 кбит/с, что примерно равно скорости хорошего дайлапа. Или другой пример: ваш мобильник поддерживает не только GPRS, но и EDGE, а оператор сотовой связи (ОСС) как нельзя кстати развернул в вашем городе сеть поколения 2.75. В итоге максимальная теоретическая скорость доступа равна 473,6 кбит/с, что выливается в реальные 60-100 кбит/с. На первый взгляд все очень здорово - для веб-серфинга с экрана мобильного телефона (или отправки электронной почты с ноутбука) вполне хватит скоростей GPRS, не говоря уже об EDGE. Однако зачастую все не так гладко, и главная причина проблем мобильного Интернета - сами принципы работы технологий GPRS и EDGE: дело в том, что для передачи данных в GSM-сетях используются так называемые пустоты в каналах, которые возникают во время передачи имеющего более высокий приоритет голосового трафика. Следовательно, чем больше передается "голоса", тем меньше "места" для передачи данных - и если в пределах одной базовой соты одновременно будет разговаривать слишком много абонентов, то почитать новости или подключиться к ICQ у вас может и не получиться. Более того, зачастую GPRS-подключение в технологически продвинутой и мощной GSM-сети может оказаться значительно быстрее EDGE-подключения в слабой и перегруженной.

Какой отсюда вывод? Если вы рассчитываете всегда быть в онлайне с помощью карманного устройства или же оснастить десяток офисных ноутбуков GPRS/EDGE-модемами, обеспечив им выход в Интернет, не поленитесь прогуляться по форумам и внимательно прочитать то, что пишут пользователи разных ОСС - чтобы потом не было "мучительно больно" и… медленно.

Мобильные сети третьего поколения

Принято считать, что CDMA-сети целиком принадлежат к сетям 3G. Однако это не совсем верно - в зависимости от скорости передачи данных они также делятся на поколения (или фазы) - например, к 2.5G относятся сети CDMA2000 1X, которые теоретически способны "выжимать" скорость до 153,6 кбит/с. На практике, разумеется, все куда прозаичнее, тем не менее максимум здесь чуть более высок, чем в случае 2.5G GSM-сетей, - 40-60 кбит/с. По правде говоря, возможности сетей CDMA2000 1x сегодня малоинтересны - куда занимательнее CDMA2000 1x EV-DO, которые существуют в том числе и в России (взять тот же "СкайЛинк") и классифицируются уже как 3G-сети.

Однако при покупке оборудования для 3G следует иметь в виду, что эти сети тоже бывают разными. На сегодняшний день есть два основных направления развития сетей третьего поколения - один основывается на технологической базе CDMA и именуется собственно CDMA2000 1X EV-DO, другой представляет собой развитие GSM-сетей и называется UMTS (WCDMA).

Согласно стандартам IMT-2000 (в которых описываются требования к 3G-сетям), сеть третьего поколения обязана обеспечивать теоретическую скорость до 2 Мбит/с для неподвижного абонента, до 384 кбит/с для абонента, движущегося со скоростью до 5 км/час, и до 144 кбит/с для абонента, движущегося со скоростью до 120 км/час.

UMTS-сети (которых у нас пока нет), на бумаге обеспечивают скорость до 2 Мбит/с, а их CDMA-коллеги - до 2,4 Мбит/с. Думается, именно высокая скорость передачи данных стала причиной популярности CDMA-сетей в России: да, предлагаемые операторами телефоны стандарта CDMA страшны, как смертный грех, и скромны с точки зрения функциональности, зато это одно из лучших решений для мобильного доступа в Интернет, как в квартире или офисе, так и за их пределами - в качестве модема можно использовать и телефон, и простой EV-DO-модем, который можно подключить к ноутбуку по USB- или PCMCIA-интерфейсу (в зависимости от модели), обеспечив себя средней скоростью доступа 650-700 кбит/с. Недурно, правда?

Подводя итог "сотовой" части нашего повествования, заметим, что для висения в аське и периодического просмотра веба вполне хватит GSM-аппарата с SIM-картой крупного, уважающего себя и своих клиентов оператора сотовой связи. Если же требуется обеспечить один или несколько ноутбуков быстрым и стабильным Интернетом - нужно заключить контракт с местным CDMA-оператором. Правда, прежде всего следует разузнать, поддерживает ли он EV-DO и, опять-таки, прогуляться по форумам.

WiFi

На фоне всех перипетий с доступом в Интернет по сотовым сетям подлинной сказкой выглядит возможность онлайн-подключения с помощью семейства стандартов IEEE 802.11, которые чаще именуются WiFi (Wireless Fidelity, "беспроводная точность"). Судите сами: предположим, в некотором городе существует сеть хот-спотов, расположенных в кафе, ресторанах, супермаркетах, аэропортах, парках и прочих людных местах - достаточно извлечь на свет божий свой коммуникатор, интернет-консоль или ноутбук и установить подключение. Естественно, оно может быть либо бесплатным, либо, как правило, недорогим, а карточку с логином и паролем можно приобрести у бармена или в ближайшем киоске.

Но реальность, как всегда, вносит свои коррективы: публичные точки доступа в России распространены только в крупных городах, а качество связи частенько оставляет желать лучшего. С другой стороны, если "поймать коннект" все же удалось, то насладиться комфортной работой в Сети вполне реально - конечно, скорость доступа в Интернет напрямую зависит от провайдера, обсуживающего точку, а вот за скорость передачи данных между нею и вашим устройством переживать не стоит. Почему? А вот почему: при подключении устройства к точке доступа по протоколу 802.11а скорость соединения равна 54 Мбит/с при частоте 5 ГГц; по протоколу 802.11b или 802 - соответственно 11 Мбит/с и 54 Мбит/с при частоте 2,4 ГГц (есть еще и стандарт 802.11n, который способен обеспечить скорость до 320 Мбит/с, но пока он неактуален).
Кроме того, при должной настройке WiFi-роутера, нескольких ноутбуков и компьютеров можно не просто обеспечить их выходом в Интернет, но и создать беспроводную локальную сеть. Следует, правда, помнить о главной проблеме WiFi-сетей - так называемых мертвых зонах. Как правило, они возникают, когда толстые железобетонные перекрытия экранируют сигнал [Есть и менее очевидные ситуации. Так, организуя локальную сеть на работе, мы столкнулись с тем, что WiFi-роутер, расположенный на подоконнике, работал омерзительно. И это в условиях прямой видимости! В процессе поиска причин выяснилось, что стекла, использованные в нашей организации, были старого образца - со свинцом, который и глушил сигнал. - Прим. ред.]. Так происходит, к примеру, если комнаты офиса находятся на разных этажах - тогда точку доступа или беспроводной роутер приходится ставить на каждом этаже. Для подключения к подобный сети настольных ПК придется оснастить их специальными сетевыми картами с антенной. С ноутбуками проще - в подавляющем большинстве современных моделей поддержка беспроводных сетей встроена изначально.

Bluetooth

На фоне WiFi-сетей их Bluetooth-сестры выглядят не столь красочно. Если семейство стандартов 802.11 разрабатывалось с четкой ориентацией на создание сетей, то основная цель "синего зуба" - прямая передача данных между различными устройствами. Тем не менее организовать сеть из нескольких устройств, поддерживающих Bluetooth, вполне реально: если компьютеры, ноутбуки или коммуникаторы оснащены модулями версий 1.1 или 1.2, их можно объединить в так называемую пикосеть (до 8 устройств - 1 главное и до 7 подчиненных). Кроме того, несколько пикосетей посредством главных устройств могут объединиться в большую сеть, именуемую Scatternet. Увы, все эти танцы с бубном, как правило, себя не оправдывают - мало того что при выходе главного устройства из зоны доступа рушится вся пикосеть, так еще и скорость передачи данных откровенно невысокая - до 723 кбит/с для асимметричного канала и до 423 кбит/с для симметричного. Естественно, теоретически. Если все имеющиеся в наличии устройства поддерживают Bluetooth 2.0+EDR, то можно построить сеть из 256 устройств (1 главное и до 255 подчиненных). Со скоростью здесь тоже чуть лучше: в случае асимметричного режима максимальная теоретическая возросла до 2100 кбит/с, а в случае симметричного - до 1430 кбит/с. Тем не менее "синий зуб" редко используется для построения сетей - его "организаторских" и скоростных возможностей для этого явно не хватает. Со временем скорость передачи данных, конечно, будет расти: появится версия протокола 3.0, однако когда еще это будет, да и приведет, пожалуй, лишь к популяризации беспроводных наушников - улучшится качество воспроизведения музыки…

VPN

В начале статьи упоминалась аббревиатура VPN. Настала пора сказать несколько слов и о ней. Собственно, VPN (Virtual Private Network, виртуальная частная сеть) представляет собой логическую сеть, созданную поверх другой сети - например, Интернета. Исторически VPN уходит корнями к так называемой услуге Centrex (от central office exchange service) в телефонных сетях, появившейся в 60-х годах в США. Centrex - это общее название способа предоставления услуг деловой связи и фактически представляет собой виртуальный аналог сервисов офисной АТС, благодаря чему можно пользоваться всеми функциями офисной АТС, тратя деньги на ее приобретение и настройку. Кстати, эта услуга сохранилась и по сей день в варианте IP Centrex.

Так как передача информации в VPN в большинстве случаев осуществляется по общедоступным каналам связи, встает вопрос о защите данных. Такие каналы VPN защищены алгоритмами шифрования, заложенными в стандарты протокола безопасности Internet Protocol Security (IPSec). Проблема в том, чтобы обеспечить приемлемое быстродействие сети при обмене шифрованной информацией, ибо алгоритмы кодирования требуют значительных вычислительных ресурсов, иногда в сотни раз больших, чем при обычной IP-маршрутизации. Поэтому, чтобы добиться приемлемой скорости работы в таких сетях, нужно позаботиться об адекватном повышении быстродействия как серверов, так и клиентских ПК.

И все же шифрование нужно не всегда - существуют и так называемые доверительные VPN, организуемые на базе сети, которую изначально считают надежной.

На заре своего развития идея организации VPN была чрезвычайно популярна - каждый умелец (и крупные участники IT-рынка, и энтузиасты-любители) пытался создать свой собственный продукт, обеспечивающий функциональность частных приватных сетей как на программном, так и на аппаратном уровне. В результате сегодня существует несколько реализаций VPN - IPSec, OpenVPN и PPTP используются для создания защищенных виртуальный сетей, а MPLS и L2TP - для доверительных.
В зависимости от варианта построения принято выделять четыре основных вида VPN - удаленные (Remote Access VPN), внутрикорпоративные (Intranet VPN), межкорпоративные (Extranet VPN) и клиент-серверные (Client/Server VPN).

Remote Access VPN используется для организации защищенного канала между корпоративной сетью и одиночным пользователем. Канал обычно создается поверх Интернета. Благодаря такому подключению, человек, работая вне офиса (например, находясь в командировке), может без проблем пользоваться всеми корпоративными ресурсами. Компонент VPN, необходимый для удаленного подключения, может быть выполнен как в программном (например, встроен в операционную систему), так и в программно-аппаратном виде (например, встроен в большинство ADSL-роутеров). Доступ же к Интернету может быть организован любым доступным способом - начиная с выделенной линии и заканчивая WiFi- и GPRS/EDGE-соединениями. Для аутентификации с VPN-сервером пользователю, как правило, требуется ввести логин и пароль, заранее полученные у системного администратора.

Intranet VPN. Самый распространенный вариант VPN, который еще называют LAN-LAN VPN. Он позволяет объединить несколько удаленных локальных сетей (например, филиалов предприятия) в одну защищенную сеть. Объединение происходит поверх открытых каналов связи (в том числе и поверх Интернета).

Extranet VPN предназначен для подключения к внутренней сети сторонних пользователей (соответственно, с меньшим уровнем доверия). Этот вариант идеален для электронной коммерции - по нему подключаются бизнес-партнеры, поставщики и клиенты компании. Фактически Extranet VPN есть некое расширение Intranet VPN с добавлением файрволла для защиты внутренней сети.

Client/Server VPN - частный случай VPN. Он обеспечивает защиту передаваемых данных между двумя узлами корпоративной сети, которые могут располагаться даже в пределах одной физической сети. Необходимость создания такого рода соединений возникает, например, если нужно разделить трафик, только вместо разделения используется его шифрование.