&T, что стоимость междугородних звонков упадет до одного цента за минуту (тогда фирма взимала по тарифу более 10 центов), а над ним посмеялись.
Точно так же компаниям кабельного телевидения вроде Comcast[57] сейчас угрожают потоковые сервисы, предоставляемые Netflix, Amazon, Google и многими другими. Все они используют интернет, а «кабельщикам» остается только переносить чужие биты.
Естественно, действующие компании борются за сохранение своих доходов и удержание монополии, применяя технические, законодательные и политические средства. Один из способов – взимать плату с конкурентов за доступ к проводным телефонам в жилых помещениях. Другой – ограничить пропускную способность и другие параметры, чтобы помешать соперникам, которые предоставляют телефонные или другие услуги через интернет («Голосовая связь по IP-протоколу», или VoIP).
Все это относится к общей проблеме сетевого нейтралитета. Следует ли разрешать интернет-провайдерам вмешиваться, ухудшать или блокировать трафик по каким-либо причинам, кроме чисто технических, связанных с эффективным управлением сетью? Должны ли мы требовать от телефонных и кабельных компаний, чтобы они предоставляли интернет-услуги на одинаковом уровне для всех пользователей? Или они вправе относиться к сервисам иначе, чем к частным лицам? Если да, то на каком основании? Например, следует ли разрешить телефонным компаниям замедлять трафик конкурентов (скажем, фирмы Vonage, предоставляющей VoIP)? Следует ли разрешить кабельной и развлекательной корпорации, такой как Comcast, замедлять трафик для конкурирующих с ней интернет-киносервисов вроде Netflix? Должны ли мы разрешить поставщикам услуг препятствовать трафику для сайтов, которые придерживаются других политических и социальных взглядов, чем хозяева оборудования? Как обычно, есть аргументы в пользу обеих сторон.
Решение проблемы сетевого нейтралитета окажет значительное влияние на будущее интернета. До настоящего времени он в основном играл роль нейтральной платформы для обмена информацией без помех и ограничений. Это пошло на пользу всем, и, на мой взгляд, крайне желательно сохранить такое положение дел.
С другой стороны, в интернете действуют весьма разнообразные сайты и форумы, полные дезинформации, заведомо ложных новостей, ксенофобии и сексизма, ненавистнических высказываний, теорий заговора, клеветы и прочих непотребств. Идет дискуссия (по крайней мере, в США) о том, что такое интернет-сайты вроде Twitter и Facebook[58] – просто платформы для общения, которые, соответственно, не отвечают за размещаемый на них контент, как телефонные компании нельзя судить за то, что люди скажут по телефону? Или это СМИ, подобные газетам, которые должны нести какую-то ответственность за публикации на их сайтах? Неудивительно, что позиция по данному вопросу зависит от того, на какую проблему вы закрываете глаза. Так или иначе, по большей части социальные сети не хотят, чтобы их рассматривали как СМИ.
8. Сети
Мистер Уотсон, подойдите сюда, мне нужно вас видеть.
Первое разборчивое сообщение, отправленное по телефону.
Александр Грейам Белл,
В этой главе я расскажу о сетевых технологиях, с которыми мы напрямую сталкиваемся в повседневной жизни: обычных проводных (телефоны, кабельное телевидение, Ethernet) и беспроводных, среди которых наиболее распространены Wi-Fi и смартфоны. Именно через них большинство людей подключается к интернету, о котором мы поговорим в главе 9.
Все системы связи обладают общими фундаментальными свойствами. В источнике они преобразуют информацию в тот или иной формат, чтобы передать ее по какому-либо каналу. В приемнике они преобразуют данные обратно для использования человеком.
Пропускная способность (ПС) – наиболее базовая характеристика любой сети, указывающая на то, как быстро сеть способна передавать данные. ПС может варьироваться от нескольких битов в секунду для систем, работающих в условиях жестких ограничений среды или потребления мощности, до терабитов в секунду для оптоволоконных сетей, которые передают интернет-трафик через континенты и океаны. Для большинства людей именно ПС важнее всего в коммуникациях. Если она достаточно высокая, то данные передаются быстро и плавно, а если нет, то связь начинает раздражать перебоями и подвисаниями.
Время запаздывания или задержка измеряется количеством времени, которое понадобится, чтобы через сеть прошел определенный объем информации. Длинная задержка не обязательно означает низкую пропускную способность. Если представить, что через всю страну едет грузовик с жесткими дисками, то у такого «канала» будет огромное время запаздывания, но колоссальная ПС.
Флуктуация (джиттер, дрожание), или изменчивость задержки, также важна в некоторых системах связи, особенно тех, которые передают звук и видео.
Диапазон указывает, каких географических размеров может достичь сеть с использованием указанной технологии. Одни сети локальны, с зоной покрытия не более нескольких метров, а другие буквально охватывают весь мир.
Прочие свойства указывают, осуществляет ли сеть широковещательную передачу, когда множество получателей ловят одного отправителя (как в радио), или двухточечную, между конкретными отправителем и получателем. Широковещательные сети по своей природе более уязвимы для прослушивания, что важно в аспекте безопасности. Нужно внимательно относиться к тому, какого рода ошибки возникают и как их исправляют. Также следует учитывать иные факторы, в том числе стоимость оборудования и инфраструктуры, а также объем передаваемых данных.
8.1. Телефоны и модемы
Телефонная сеть – это масштабный всемирный комплекс соединений. Она успешно применялась сначала для передачи человеческих голосов, а со временем развилась и смогла также обеспечить значительный трафик данных. На заре появления домашних компьютеров большинство пользователей подключались к интернету через телефонные линии.
На бытовом уровне проводные телефонные системы по-прежнему в основном передают аналоговые звуковые сигналы, но не данные. Для отправки цифровой информации требуется устройство, которое преобразует биты в звук и обратно. Процесс формирования сигнала-носителя называется модуляцией. На другом конце его необходимо преобразовать обратно в первоначальную форму – провести демодуляцию. Устройство для обеих процедур называется модемом. Раньше телефонные модемы представляли собой отдельные устройства в виде коробки, большие и дорогие, а сейчас размещаются на одном чипе и почти ничего не стоят. Однако же сейчас для подключения к интернету редко пользуются проводными телефонами, и лишь немногие компьютеры оснащены модемами.
Применение телефона для передачи данных имеет серьезные недостатки. Для него требуется выделенная телефонная линия, а если у вас дома есть только одна, то вам придется выбирать между подключением к интернету и голосовыми звонками. Однако для большинства людей важно то, что скорость отправки информации по телефону сильно ограниченна. Максимальное значение составляет около 56 Кбит/с (56 000 бит в секунду), или 7 Кб (килобайт) в секунду75. Таким образом, загрузка вебстраницы размером 20 Кб займет три секунды, изображения в 400 Кб – около 60 секунд, а видеоролика или обновления какой-нибудь программы – часы или даже дни.
8.2. Кабель и DSL
Ограничение скорости передачи сигналов по аналоговой телефонной линии, составляющее 56 Кбит/с, заложено в ее конструкции – пережитке инженерных решений, принятых 60 лет назад, когда начинался переход к цифровой телефонной системе. Многим людям доступна альтернатива в форме двух других технологий, чья пропускная способность выше по крайней мере в 100 раз.
Первая – использование кабеля, по которому во множество домов транслируется телевидение. Он пригоден для передачи сотен видеоканалов одновременно. У него достаточно избыточной емкости, поэтому его можно применять для двусторонней передачи данных, то есть и из домов. Поставщики кабельных систем предлагают широкий диапазон скоростей загрузки (и цен), обычно измеряемых несколькими сотнями Мбит/с. Устройство, которое преобразует сигнал из кабеля в биты для компьютера и обратно, называется кабельным модемом. Оно выполняет модуляцию и демодуляцию как телефонный модем, но заметно быстрее.
Высокая скорость – в некотором смысле иллюзия. В каждый дом поступает один и тот же телевизионный сигнал, независимо от того, смотрят его или нет. С другой стороны, хотя кабель служит общим каналом передачи, данные, которые поступают в мой дом, предназначены для меня – они не будут идентичны тем, что одновременно идут в ваш дом, поэтому мы с вами никак не сможем делиться общим содержимым. Пропускная способность кабеля распределяется между пользователями, поэтому, если я использую ее слишком активно, вам достанется меньше. Скорее всего, мы оба получим меньше. К счастью, при этом мы вряд ли будем слишком сильно мешать друг другу. Данный подход к линиям коммуникации похож на то, как авиакомпании и отели осознанно продают больше мест, чем у них есть. Они знают, что не все покупатели явятся, поэтому могут безопасно брать на себя вроде бы непосильные обязательства. Это работает и с системами связи.
Теперь вы можете разглядеть еще одну проблему. Мы все смотрим потенциально одни и те же телевизионные сигналы, но я не хочу, чтобы мои данные поступали в ваш дом, а вы – чтобы ваши данные поступали в мой дом. Это личная информация, потому что в нее входят моя почта, чеки за интернет-покупки, банковские сведения и, возможно, даже некие личные вкусы в развлечениях, которые я предпочел бы никому не раскрывать. Такую проблему можно решить с помощью шифрования, которое защищает мои данные от просмотра другими людьми. Мы поговорим о нем в главе 13.
Есть и еще одна сложность. Первые кабельные сети действовали в одну сторону: сигнал передавался во все дома, что легко организовать, но информация никоим образом не могла поступать от клиентов в кабельные компании. Фирмам потребовалось каким-то образом решить эту проблему, чтобы добавить почасовую оплату за просмотр, а также другие услуги, требующие обратной связи. Так кабельные системы стали двусторонними, что позволило использовать их как системы для передачи компьютерных данных. Однако выгрузка (от клиента к кабельной компании) обычно идет намного медленнее, чем скачивание, поскольку большая часть трафика загружается.
Еще одна достаточно быстрая сетевая технология для дома основана на другой системе, которая уже проведена в здание, – старом добром телефоне. Она называется Digital Subscriber Loop[59], или DSL (иногда ADSL, где А означает «асимметричный», так как пропускная способность скачивания выше, чем пропускная способность выгрузки от клиента). Она предоставляет почти такие же услуги, как в варианте с кабелем, но со значительно иной реализацией76.
DSL отправляет данные на телефонный провод по технологии, которая не создает помех передаче голоса. То есть вы можете разговаривать по телефону и одновременно искать что-нибудь в интернете, при этом сигналы не будут влиять друг на друга. Это работает хорошо, но только на определенной дистанции. Если вы, как и многие люди, живете на расстоянии не более 3 миль (5 км) от местной коммутационной телефонной станции, то сможете пользоваться DSL, а если дальше – вам не повезло.
Еще одна приятная особенность DSL заключается в том, что это не общий носитель. Для него используется выделенный провод между вашим домом и телефонной компанией. Больше никто к нему не подключается, поэтому вам не нужно делиться пропускной способностью с соседями, а ваши биты не попадут к ним в дом. Специальная коробка в вашем доме – еще один модем, аналогичный тому, что в здании фирмы, – преобразует сигналы в формат, нужный для отправки по проводам. В остальном связь по кабелю и DSL выглядит и ощущается практически одинаково. Цены, как правило, тоже примерно одинаковы – по крайней мере, если есть конкуренция. Однако, как ни странно, объем использования DSL в США, похоже, снижается.
Технологии продолжают улучшаться, и оптоволоконные услуги для дома заменяют устаревшие коаксиальные кабели или медные провода. Например, компания Verizon недавно заменила старое «медное» подключение к моему дому на оптическое волокно, которое дешевле в обслуживании и позволяет предлагать клиентам дополнительные услуги (например, доступ к интернету). Единственный недостаток, на мой взгляд (не считая того, что на пару дней все вырубилось, потому что кабель нечаянно обрезали во время установки), состоит в том, что мне будет недоступна телефонная связь при длительном отключении электроэнергии. В прежние времена телефоны получали электроэнергию от батарей и генераторов в строениях компании и могли работать даже во время отключений электричества. Но с оптоволоконными кабелями ситуация иная.
Оптоволоконные системы работают намного быстрее других сетей. Сигналы передаются как импульсы света по чрезвычайно чистому стекловолокну с низкими потерями, поэтому могут преодолевать километры, перед тем как их понадобится снова усилить до полной мощности. В начале 1990-х годов я участвовал в исследовательском эксперименте «Волокно до дома» и на протяжении десятилетия пользовался соединением в 160 Мбит/с. Это дало мне право шумно похваляться, но не более того: не существовало ни одного сервиса, который мог бы воспользоваться преимуществами такой пропускной способности.
Сегодня, по другой географической случайности, к моему дому подведено гигабитное оптоволоконное подключение (не то, что от Verizon), но эффективная скорость составляет всего 30–40 Мбит/с, потому что ее ограничивает мой беспроводной маршрутизатор. В сети моего офиса Wi-Fi выдает 80 Мбит/с для ноутбука, но Ethernet-соеди-нение для компьютера обеспечивает от 500 до 700 Мбит/с. Вы можете проверить вашу скорость подключения на таких сайтах, как speedtest.net.
8.3. Локальные сети и Ethernet
Телефон и кабель – это сетевые технологии, которые подсоединяют компьютер к крупным системам, обычно на значительном расстоянии. В прошлом существовало еще одно направление развития, которое привело к появлению сетевой технологии Ethernet, наиболее распространенной на сегодняшний день.
В начале 1970-х годов в исследовательском центре Xerox в Пало-Альто (он же Xerox PARC) разработали инновационный компьютер под названием Alto, послуживший средством проведения экспериментов, которые привели ко множеству других инноваций. В нем впервые применялась оконная система и растровый дисплей, способный отображать не только символы. Хотя Alto слишком дорого стоили для персонального компьютера в современном понимании, у каждого исследователя в PARC имелся свой экземпляр.
Существовала одна проблема: как подключить их друг к другу или к общему ресурсу вроде принтера? Решение нашлось, когда Боб Меткалф и Дэвид Боггс в 1970-х годах изобрели сетевую технологию под названием Ethernet. В сетях такого типа сигнал передавался между компьютерами, подсоединенными к одному коаксиальному кабелю, внешне похожему на тот, которым ваш дом сейчас подключен к кабельному телевидению. Сигналы представляли собой импульсы напряжения, величину или полярность которых кодировали битовые значения. В простейшей форме могло использоваться положительное напряжение для бита «1» и отрицательное – для бита «0».
Каждый компьютер подключали к сети Ethernet с помощью устройства с уникальным идентификационным номером (ID). Когда одна машина хотела отправить сообщение другой, сначала она «слушала», чтобы убедиться, что больше никто ничего не отправляет, а затем транслировала свое послание по кабелю вместе с ID предполагаемого получателя. Любой компьютер, подсоединный к кабелю, мог уловить сообщение, но считать и обработать его удавалось только той машине, которой оно предназначалось.
Каждому устройству, способному подключаться к Ethernet, присваивается (Е1Ьегпе1-)адрес – 48-битный ID, отличный от номеров других компьютеров. Таким способом можно идентифицировать 248 (примерно 2,8 × 1014) уникальных устройств. Вы можете узнать Ethernet-адрес вашей машины: иногда его печатают на нижней поверхности. Кроме того, он отображается такими программами, как ipconfig на Windows или if config на macOS, а также в установках системы и настройках. Адреса Ethernet всегда записываются в шестнадцатеричном формате с двумя цифрами на байт, то есть состоят из 12 шестнадцатеричных цифр (48 бит = 6 байт). Поищите последовательность вроде 00:09:6B:D0:E7:05 (с двоеточиями или без них). Кстати, именно это число вы не встретите на своем компьютере, поскольку я взял его с одного из моих ноутбуков.
Из вышеприведенного описания кабельных систем вы можете догадаться, что Ethernet-сети сталкиваются с похожими трудностями – проблемами конфиденциальности и конкуренции за ограниченные ресурсы.
Конкуренция устраняется с помощью изящного трюка: если сетевой интерфейс приступает к отправке и определяет, что кто-то другой собирается сделать то же самое, он останавливается, немного ждет и пробует еще раз. Время ожидания случайное и постепенно увеличивается в случае серии неудачных попыток, но в конечном итоге данные уходят. Это схоже с общением на вечеринке: если два человека начинают говорить одновременно, то оба замолкают, а затем один из них обращается к собеседнику первым.
Что до конфиденциальности, то изначально о ней не беспокоились, поскольку все пользователи работали на одну компанию и находились в одном маленьком здании. Но сегодня с ней крупные проблемы. Определенное ПО способно перевести интерфейс Ethernet в «неразборчивый режим», в котором оно считывает содержимое всех сообщений в сети, а не только тех, что предназначены специально для него. Это означает, что оно может искать интересный контент – например, незашифрованные пароли. Такое «вынюхивание» раньше было распространенной проблемой безопасности для сетей Ethernet в общежитиях колледжей. Решение здесь в том, чтобы шифровать пакеты при отправке по кабелю, и сегодня это по умолчанию делается для большей части трафика.
Попробуйте сами что-нибудь «вынюхать» с помощью программы с открытым исходным кодом Wireshark, которая отображает информацию о трафике Ethernet, включая беспроводной. Я иногда показываю на занятиях, как работает Wireshark, когда мне кажется, что студенты больше увлечены своими ноутбуками и телефонами, чем лекцией. Демонстрация привлекает их внимание, пусть и ненадолго.
Информация по сети Ethernet передается пакетами. Пакет — это последовательность битов или байтов, содержащих информацию в точно определенном формате, что позволяет упаковать их для отправки и вскрыть при получении. Представьте, что пакет – это конверт (или почтовая открытка), на котором в стандартном формате написаны адрес отправителя, получателя, содержимое и прочие сведение. Это вполне удачная аналогия, а еще их можно сравнить с типовыми упаковками вроде тех, что используют транспортные компании (например, FedEx).
Детали формата и содержимого пакетов сильно различаются в разных сетях. Пакет Ethernet (рис. 8.1) содержит шестибайтовые адреса источника и получателя, дополнительную информацию и примерно до 1500 байт данных.
Рис. 8.1. Формат пакета Ethernet
Ethernet оказался исключительно успешной технологией. Поставлять его как коммерческий продукт начала не Xerox, а компания ЗСот, основанная Бобом Меткалфом, но, так или иначе, за прошедшие годы большое количество поставщиков продали миллиарды устройств с Ethernet. Первая версия работала на скорости 3 Мбит/с, а современные – от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с. Как и в случае с модемами, первые устройства были громоздкими и дорогими, а нынешний интерфейс Ethernet – это один дешевый чип.
Ethernet имеет ограниченный радиус действия – всего несколько сотен метров. Оригинальный коаксиальный кабель впоследствии заменили 8-жильным со стандартным разъемом. Через него каждое устройство может подключаться к «коммутатору» или «концентратору», который транслирует входящие данные на другие подсоединенные компьютеры. В настольных компьютерах обычно есть гнездо с этим стандартным разъемом, и оно также появляется на устройствах вроде беспроводных базовых станций и кабельных модемов, имитирующих работу Ethernet. Во многих современных ноубуках этого гнезда нет, потому что они полагаются на беспроводные сети.
8.4. Беспроводные сети
У Ethernet есть один существенный недостаток. Ему нужны провода – реальное физическое оборудование, которое по пути в гостиную змеится через стены, под полом, а иногда (делюсь личным опытом) поперек зала, вниз по лестницам, через столовую и кухню. Компьютер, подключенный к Ethernet, сложно куда-либо переносить, а если вы любите откидываться на спинку кресла, держа ноутбук на коленях, то кабель вам помешает.
К счастью, с беспроводным Ethernet вы сможете и рыбку поймать, и рук не замочить. Такая система использует для передачи данных радиоканал, поэтому работает из любого места, где достаточно хороший прием сигнала. Как правило, радиус действия беспроводных сетей составляет от десятков до сотен метров. В отличие от инфракрасного излучения, которое применяется в пультах дистанционного управления телевизорами, беспроводным системам не нужна прямая видимость: радиоволны могут проходить через некоторые материалы, хотя и не через все. Металлические стены и бетонный пол создают для них помехи, поэтому радиус действия в помещении порой оказывается меньше, чем на открытом воздухе. При прочих равных условиях высокочастотные сигналы обычно поглощаются сильнее, чем длинноволновые.
Для передачи сигналов беспроводные системы (БпС) используют электромагнитное излучение. Для систем, с которыми мы сталкиваемся, здесь подразумевается волна определенной частоты, измеряемой в Гц или, чаще, в МГц и ГГц (например, 103,7 МГц для радиостанции). В процессе модуляции информационный сигнал переходит в несущую волну. Например, для передачи данных амплитудная модуляция (AM) изменяет амплитуду или силу несущей волны, а частотная модуляция (FM) изменяет частоту несущей волны в неком промежутке вокруг ее центрального значения. Сила принимаемого сигнала напрямую зависит от уровня мощности передатчика и обратно пропорциональна квадрату расстояния от передатчика до приемника. Таким образом, приемник, расположенный в два раза дальше, получит вчетверо более слабый сигнал.
Беспроводные системы работают в соответствии со строгими правилами, определяющими возможный диапазон частот для использования, или спектр, а также мощность передачи. Распределение спектра вызывает много споров, поскольку на него претендуют многие конкурирующие стороны. Руководят этим процессом правительственные службы, такие как Федеральная комиссия по связи (FCC) в Соединенных Штатах, а международные соглашения координирует Международный союз электросвязи, или МСЭ, – учреждение ООН. В США, когда становится доступной новая область спектра, чаще всего в полосах очень высоких частот, его обычно распределяют на публичных аукционах, проводимых FCC.
Стандарт беспроводной связи для компьютеров имеет запоминающееся название IEEE 802.11. Впрочем, чаще вам будет встречаться термин Wi-Fi – торговая марка отраслевой группы Wi-Fi Alliance. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) – это Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, профессиональное сообщество, которое, помимо других видов деятельности, устанавливает стандарты для широкого диапазона электронных систем, включая беспроводные, а 802.11 – номер стандарта, который состоит из полутора десятков частей для различных скоростей и базовых технологий. Номинальная скорость доходит почти до 1 Гбит в секунду, но эти показатели явно завышены по сравнению с тем, чего можно достичь в реальных условиях.
Любое беспроводное устройство (БпУ) кодирует цифровые данные в форму, пригодную для передачи на радиоволнах. Типичная система 802.11 внешне «упакована» так, что работает как Ethernet. Зона действия, как правило, почти совпадает, только нет проводов, о которые мы рисковали бы споткнуться.
БпУ Ethernet действуют на частотах около 2,4–2,5 ГГц, 5 ГГц и выше. Когда все беспроводные устройства используют одну и ту же узкую полосу частот, то вполне возможна конкуренция. Хуже того, в том же самом перегруженном диапазоне работают другие устройства, включая некоторые радиотелефоны, медицинское оборудование и даже микроволновые печи.
Я кратко опишу три широко распространенные БпС. Первая из них – Bluetooth[60]. Кстати, названа она в честь датского короля Харальда Синезубого (ок. 935–985). Bluetooth предназначена для ситуативных подключений на малой дистанции. Она использует тот же диапазон частот (2,4 ГГц), что и беспроводная сеть 802.11. В зависимости от уровня мощности ее радиус действия составляет от 1 до 100 метров, а скорость передачи данных – от 1 до 3 Мбит/с. Bluetooth используется в пультах ДУ для телевизоров, в беспроводных микрофонах, наушниках, клавиатурах, мышках и игровых контроллерах, где критически важно низкое энергопотребление, а также в машинах, чтобы руки оставались свободными при разговоре по телефону.
Далее RFID, или радиочастотная идентификация, – это беспроводная технология с низким энергопотреблением. Она применяется в электронных дверных замках, маркировочных бирках для разных товаров, автоматических системах взимания платы, чипах для домашних животных и даже в документах, таких как паспорта. Бирка, по сути, представляет собой небольшой радиоприемник и передатчик, который транслирует свой идентификационный номер в виде потока битов. В «пассивных» бирках нет батареек, так как они получают энергию через антенну, ловящую сигнал датчика системы RFID. Когда чип подносят близко к датчику, обычно на расстояние в несколько сантиметров, он сообщает свои идентификационные данные. RFID-системы используют различные частоты, но обычно 13,56 МГц. Такие бирки позволяют незаметно отслеживать местоположение предметов и людей. Сейчас популярно устанавливать чипы домашним животным: например, такой есть у нашей кошки, поэтому, если она потеряется, ее смогут идентифицировать. Ожидаемо высказывались предложения по имплантации чипов людям, но с разными целями – как благородными, так и не очень.
Наконец, GPS – глобальная система позиционирования это важная однонаправленная БпС, обычно используемая в навигационных модулях автомобилей и смартфонов. Спутники GPS передают точное время и информацию о своем местоположении, а GPS-приемник рассчитывает собственные координаты на земле, основываясь на том, как долго шли сигналы от трех или четырех объектов на орбите. Сам он ничего обратно не передает. То, что сама GPS как-то отслеживает пользователей, – распространенное заблуждение. В «Нью-Йорк тайме» несколько лет назад написали: «Некоторые [смартфоны] используют глобальную систему позиционирования, или GPS, которая отправляет сигналы спутникам, почти точно определяющим местонахождение пользователя». Это неверно. Отслеживание на основе GPS ведется с помощью наземных систем (вроде тех же «мобилок») для передачи местоположения. Ваш сотовый телефон постоянно поддерживает связь с базовыми станциями, о чем мы поговорим позже, поэтому, если он включен, телефонная компания знает ваши точные координаты. Когда вы разрешаете определять местонахождение, эта информация становится доступна и приложениям.
8.5. Мобильные телефоны
Самая распространенная система беспроводной связи – сотовые, или мобильные, телефоны, которые сегодня называют просто «сотовыми» или «мобильниками». Хотя еще в 1980-х годах эта технология только зародилась, сейчас ею пользуется более половины населения планеты. На примере сотового телефона можно изучить все темы, уже затронутые в этой книге, так как он интересен в аспектах «железа» и ПО, а также, конечно, средств связи. Кроме того, из-за него возникает множество социальных, экономических, политических и юридических вопросов77.
Первую коммерческую систему сотовой связи разработала компания AT&T в начале 1980-х годов. Телефоны были тяжелыми и неуклюжими: в рекламе того времени изображался человек с маленьким чемоданом для батарей, стоящий рядом с автомобилем, гда располагалась антенна.
Откуда взялось слово «сотовый»? Поскольку и диапазон, и дальность радиосвязи были ограниченны, любая географическая область делилась на «соты», по форме похожие на шестиугольники (рис. 8.2), в каждом из которых располагалась базовая станция (БС), подключенная к остальной телефонной системе. Мобильники соединялись с ближайшей БС, а когда они перемещались в другую «соту», то текущий звонок передавался новой станции, причем в большинстве случаев участники разговора об этом не подозревали.
Поскольку мощность принимаемого сигнала падает пропорционально квадрату расстояния, оказалось, что полоса частот в пределах выделенного спектра может без особых помех одновременно применяться в несмежных ячейках. Такое открытие позволило эффективно использовать ограниченный диапазон. На рис. 8.2 у первой базовой станции используемые частоты отличаются от таковых у второй и седьмой, но одинаковы со станциями с восьмой по девятнадцатую, потому что они находятся достаточно далеко одна от другой и не создают помех. В реальности надо учитывать такие факторы, как диаграмма направленности антенн, а на схеме показана идеальная ситуация.
Рис. 8.2. Ячейки сотовой связи
Размеры ячеек варьируются от нескольких сотен метров до пары десятков километров в диаметре, что зависит от трафика, рельефа местности, препятствий и тому подобного.
Мобильники составляют часть обычной телефонной сети, но подключаются к ней не проводами, а по радио через базовые станции. Вся концепция сотовых завязана на их мобильности. Такие телефоны можно переносить на огромные расстояния, часто на большой скорости, и для них допустимо без предупреждения «появляться» в новом месте – например, когда мы включаем их после длительного перелета.
Сотовые телефоны совместно используют узкий радиочастотный спектр с ограниченной способностью передавать информацию. Они вынуждены обходиться радиосвязью низкой мощности, потому что работают на батареях. (Кроме того, в законах указано, что их сила излучения не должна превышать некий порог, чтобы они не влияли на другие устройства.) Чем больше батарея, тем реже ее нужно заряжать, но тогда и телефон становится крупнее и тяжелее. Это еще одно условие, которое разработчикам нужно иметь в виду при поиске компромиссного решения.
Системы сотовых телефонов в разных частях мира используют различные диапазоны частот, но обычно в промежутке от 900 до 1900 Мгц. Новые стандарты, такие как 5G, работают на гораздо более высоких частотах. Каждый диапазон делится на несколько каналов, и при разговоре используется один канал для обоих направлений. Каналы тональной сигнализации общие для всех телефонов в ячейке, а в некоторых системах они также используются для отправки текстовых сообщений и данных.
У каждого мобильника есть 15-значный идентификационный номер – IMEI (International Mobile Equipment Identity[61]), по аналогии с адресом Ethernet. Когда телефон включен, он передает свой идентификатор. Ближайшая базовая станция улавливает его и проверяет с помощью локальной системы сотовой радиосвязи (ЛССР). Когда телефон перемещается, базовые станции сообщают ЛССР о его местоположении. Если кто-то позвонит владельцу мобильника, локальная система будет знать, какая БС в данный момент находится в контакте с ним.
Телефоны общаются с базовой станцией, от которой принимают наиболее сильный сигнал. Мобильник постоянно регулирует уровень своей мощности, поэтому, если он находится близко к выбранной БС, то потребляет меньше энергии. Тем самым аппарат сберегает заряд батареи и создает меньше помех для других пользователей. Для простого поддержания связи с базовой станцией требуется намного меньше энергии, чем для звонка, поэтому срок работы в режиме ожидания измеряется днями, а при непрерывных разговорах – часами. Впрочем, если телефон находится в зоне слабого сигнала или вообще ничего не ловит, то он быстрее разрядит батарею, поскольку будет безуспешно искать базовую станцию.
Все телефоны используют сжатие данных, чтобы «втиснуть» сигнал в как можно меньший объем битов, и корректируют ошибки, чтобы справиться с неизбежными сбоями при отправке данных по зашумленному радиоканалу в условиях помех. Мы скоро вернемся к этой теме.
Из-за мобильных телефонов возникают политические и социальные проблемы. Одна из них – распределение спектра. Например, в США правительство ограничивает использование выделенных частот, допуская в каждый диапазон не больше двух компаний. Соответственно, диапазон – ценный ресурс. Когда Sprint и T-Mobile[62] проводили слияние в 2020 году, среди прочего они желали более эффективно задействовать принадлежащие им спектры (отчасти раздельные).
Расположение вышек сотовой связи – еще один источник потенциальных конфликтов, ведь они не самые красивые объекты архитектуры. На рис. 8.3. показана Frankenpine («сосна Франкенштейна»), то есть вышка, неудачно замаскированная под дерево. Многие сообщества против установки подобных творений на их территории (хотя, конечно, пользоваться телефонной связью высокого качества они хотят).
Рис. 8.3. Вышка сотовой связи, замаскированная под дерево
Трафик сотового телефона уязвим для целенаправленных атак со стороны устройств, известных как стингреи – такое название они получили в честь коммерческого продукта StingRay. Стингрей имитирует вышку, и ближайшие мобильники связываются с ним, а не с настоящей БС. Такие приспособления используются как для пассивной слежки, так и для активного взаимодействия с сотовыми телефонами (атак через посредника). Телефоны устроены так, что должны устанавливать связь с базовой станцией, которая передает им наиболее мощный сигнал. Соответственно, стингреи работают на небольшом участке, где они могут предоставить более сильный сигнал, чем любая вышка поблизости.
Местные правоохранительные органы в США, по-видимому, все чаще применяют стингреи, но стараются держать это в секрете или, по крайней мере, не привлекать к себе внимания. Не вполне понятно, законно ли их использование для сбора информации о возможной преступной деятельности78.
На социальном уровне мобильные телефоны произвели революцию во многих аспектах жизни. Мы говорим по смартфону реже, чем прибегаем к другим его функциям. Телефоны стали основным средством выхода в интернет, поскольку в них есть браузер, почта, доступ к интернет-магазинам, развлечениям и социальным сетям, пусть даже на маленьком экране. Больше того, идет своего рода сближение ноутбуков и смартфонов: последние становятся более мощными, оставаясь при этом портативными. Телефоны также вобрали в себя функции других устройств – от часов и записных книжек до камер и GPS-навигаторов, фитнес-трекеров, диктофонов, аудио- и видеопроигрывателей.
Загрузка фильмов на смартфон требует большой пропускной способности (ПС). Мобильные телефоны применяются все шире, и нагрузка на существующее оборудование будет только возрастать. В США операторы связи включают в свои тарифные планы лимиты на ПС и вводят зависимость цены от фактического использования – якобы для того, чтобы приструнить «жадин», которые скачивают полнометражные фильмы, но в действительности такие ограничения действуют даже при небольшом трафике.
Мобильный телефон также можно применять как точку доступа, что позволяет подключить компьютер к интернету через сотовую связь. Иногда это называется «сопряжением». Операторы связи могут накладывать ограничения на такую процедуру и брать дополнительную плату, поскольку точка доступа способна занять немалую часть полосы пропускания.
8.6. Пропускная способность
Данные текут по сети настолько быстро, насколько позволяет самый медленный ее канал. Трафик может притормаживать на многих участках, поэтому узкие места часто возникают в самих каналах и при обработке на компьютерах по пути. Скорость света – тоже ограничивающий фактор. Сигналы распространяются в вакууме со скоростью 300 миллионов метров в секунду (около 30 см в наносекунду, как часто замечала Грейс Хоппер), но не столь быстро перемещаются в электронных схемах. Поэтому для передачи сигнала из одного места в другое требуется время, даже если нет прочих задержек. Двигаясь со скоростью света в вакууме, можно добраться с западного побережья США на восточное примерно за 13 миллисекунд. Для сравнения: время такой же поездки на скорости интернета составит около 40 мс, для путешествия в Париж – около 50 мс, в Сидней – ПО мс и в Пекин – 140 мс. Эти сроки не обязательно пропорциональны реальным расстояниям.
В повседневной жизни мы сталкиваемся с разной пропускной способностью. Мой первый модем работал со скоростью ПО бит в секунду (или бит/с), которой хватало, чтобы не отставать от механической печатной машинки. Домашние беспроводные системы, действующие по стандарту 802.11, теоретически могут выдавать скорость до 600 Мбит/с, хотя на практике она будет намного ниже. Для проводной сети Ethernet этот показатель обычно составляет 1 Гбит/с. Скорость кабельного соединения между вашим домом и вашим интернет-провайдером (Internet Service Provider[63]) способна достигать нескольких сотен мегабит в секунду, если используется оптоволокно. Ваш интернет-провайдер, скорее всего, подключен к интернету по оптоволоконным линиям, которые теоретически обеспечивают скорость до 100 Гбит/с и больше.
Телефонные технологии чрезвычайно сложны, и люди постоянно развивают их, стремясь к увеличению пропускной способности. Мобильники работают в такой многоплановой среде, что трудно оценить их эффективную ПС. Большинство телефонов сегодня используют стандарт, называемый 4G, или «четвертое поколение», а индустрия переходит к следующему поколению – 5G. Телефоны 3G пока еще существуют, но, похоже, в США находятся под угрозой исчезновения: недавно мой оператор прислал сообщение, что в течение года один из моих телефонов перестанет работать.
Предполагается, что 4G обеспечивает скорость около 100 Мбит/с для движущихся сред (то есть в автомобилях и поездах) и 1 Гбит/с для находящихся в одном месте или медленно перемещающихся телефонов. Такие показатели выглядят скорее желанными, чем истинными, и дают много поводов для завышенных обещаний в рекламе. Впрочем, мой телефон 4G работает достаточно быстро, если учесть, что я пользуюсь им не очень активно: проверяю почту, ищу что-нибудь в браузере и просматриваю интерактивные карты.
Иногда встречается термин 4G LTE, где LTE означает Long-Term Evolution («долгосрочное развитие»). Это не стандарт, а своего рода поэтапный план действий на пути от 3G к 4G. Телефоны, которые находятся на какой-либо из промежуточных стадий, иногда подают как 4G LTE, желая показать, что они, по крайней мере, приближаются к 4G79.
Системы 5G впервые начали развертывать в 2019 году. Телефоны, использующие данный стандарт, обладают большей пропускной способностью – во всяком случае, если они подключены к соответствующему оборудованию на допустимом расстоянии. Номинальная скорость варьируется от 50 Мбит/с до целых 10 Гбит/с. Смартфоны 5G задействуют до трех частотных диапазонов, из которых два нижних еще применяются в существующих телефонах 4G, поэтому пятое поколение в этих диапазонах аналогично четвертому. В 5G используются гораздо более высокие частоты для соединений на коротких расстояниях (примерно 100 метров), что и обеспечивает более высокие скорости. Также 5G позволяет применять гораздо больше устройств на какой-либо территории, что будет полезно для «интернета вещей».
8.7. Сжатие
Есть несколько способов более эффективно использовать имеющиеся память и пропускную способность. Один из них – сжатие данных. Основная идея здесь в том, чтобы исключить хранение или отправку избыточной информации, то есть такой, которую можно воссоздать или логически определить при извлечении или получении на другом конце канала связи. Цель – закодировать данные в меньшем количестве битов. Одни из них не несут информацию, и их можно удалить полностью, какие-то удастся вычислить на основе других, а третьи получится спокойно отбросить, потому что они не имеют значения для получателя.
Рассмотрим английский текст вроде этой книги. В английском языке буквы встречаются с разной частотой: чаще всего появляется e, за ней следуют t, a, o, i и n, примерно в таком порядке. На другом конце диапазона – наименее употребляемые буквы z, x и q. В текстовом представлении ASCII каждая буква занимает один байт, или 8 бит. Один из способов сэкономить бит – использовать только семь из них. Например, в US ASCII 8-й бит (то есть крайний левый) всегда равен нулю, таким образом, не несет никакой информации.
Мы можем пойти дальше и использовать меньше битов для представления наиболее распространенных букв и, при необходимости, больше для редких букв. Тем самым значительно уменьшится общее количество битов. Этот подход аналогичен азбуке Морзе, где часто встречающаяся буква е закодирована одной точкой, t – одним тире, а малоиспользуемая q – тире-тире-точка-тире.
Давайте конкретизируем. «Гордость и предубеждение» содержит чуть более 121 000 слов, или 680 000 байт. Наиболее распространенный символ – пробел между словами, он употребляется почти 110 000 раз. За ним следует символы e (68 600), t (45 900) и a (31 200), тогда как Z встречается только три раза, а X вообще отсутствует. Наименее распространенные строчные буквы – j (551 раз), q (627 раз) и x (839 раз). Очевидно, мы бы значительно сэкономили, используя по 2 бита для пробелов, e, t и a, даже если бы нам пришлось применить более 8 бит для кодирования X, Z и других нечастых букв. Алгоритм, называемый кодированием Хаффмана, делает это систематически. Он отыскивает вариант кодирования отдельных символов, при котором обеспечивается наилучшее возможное сжатие. Так, объем текста «Гордости и предубеждения» уменьшается на 44 %, до 390 000 байт, и в среднем для буквы требуется около 4,5 бит.
Мы добьемся большего, если будем сжимать более крупные фрагменты, чем отдельные буквы (например, целые слова или фразы), и приспосабливаться к свойствам исходного документа. У нескольких алгоритмов это хорошо получается. Так, широко используемый ZIP уменьшает размер данной книги на 64 %, до 249 000 байт. Программа в Unix под названием bzip2 сокращает ее до 175 000 байт, то есть почти до четверти от изначального объема.
Можно сжимать и изображения. Есть два распространенных формата – GIF (Graphics Interchange Format[64]) и PNG (Portable Network Graphics[65]), которые применимы к рисункам, в основном содержащим текст, линейную графику и блоки сплошных цветов. GIF поддерживает только 256 различных цветов, тогда как PNG – не менее 16 миллионов, но они оба не предназначены для фотографий.
Все эти способы обеспечивают сжатие без потерь-. информация не теряется, и при распаковке идеально восстанавливается исходное изображение. Возможно, следу-
ющее покажется вам нелогичным, но бывают ситуации, когда нет необходимости точно воспроизводить изначальные входные данные, иногда достаточно приблизительной версии. В таких ситуациях метод сжатия с потерями способен дать еще лучшие результаты (в части уменьшения размера).
Последний вариант чаще всего используется для материалов, которые люди будут слушать и смотреть. Рассмотрим сжатие фотографии с цифровой камеры. Человеческий глаз не способен различать близкие оттенки, поэтому нет нужды сохранять точные цвета входных данных. Подойдет меньшее количество тонов, а значит, при кодировании потребуется меньше битов. Аналогичным образом можно отбросить некоторые мелкие детали, и конечное изображение будет не таким четким, как исходное, но глаз этого не заметит. То же самое верно для градаций яркости. Алгоритм JPEG, который создает вездесущие изображения формата. jpg, использует этот принцип для сжатия обычного изображения в 10 и более раз без значительного ухудшения качества (для нашего восприятия). Большинство программ, создающих JPEG, допускают некоторый контроль над степенью сжатия: «более высокое качество» означает меньшее сжатие.
Изображение на рис. 2.2, продублированное на рис. 8.4, подходит для сжатия в формате PNG. При своем первоначальном размере около 2 дюймов (5 см) в ширину оно занимает около 10 Кб.
Версия в формате JPEG имеет размер 25 Кб, а если рассмотреть ее крупным планом, то мы заметим очевидные визуальные артефакты, которых нет в оригинале. С другой стороны, JPEG лучше подходит для сжатия фотографий80.
Рис. 8.4. Пиксели RGB
Семейство алгоритмов MPEG для сжатия фильмов и телепередач – тоже перцепционный[66] метод. Помимо того, что размер отдельных кадров можно уменьшить по аналогии с форматом JPEG, получится сократить последовательность блоков, которые не сильно меняются от одного кадра к следующему.
Также удается предсказать результат перемещения и закодировать только изменение – возможно даже отделить движущийся передний план от статичного фона, чтобы отвести на последний меньшее количество битов.
MP3 и его преемник AAC входят в MPEG, где отвечают за обработку аудиопотока. Это алгоритмы перцепционного кодирования для сжатия звука. Среди прочего в них используются те факты, что громкие звуки маскируют более тихие и что человеческое ухо не улавливает частоты выше ≈20 кГц, к тому же восприятие ухудшается с возрастом. Кодирование обычно уменьшает объем записи на стандартном компакт-диске примерно в 10 раз.
В сотовых телефонах применяются многие техники сжатия. Голоса получается «втиснуть» в гораздо меньший объем данных, чем произвольный шум, потому что они имеют узкий диапазон частот и создаются речевым трактом, параметры которого можно смоделировать для конкретных людей. Использование характеристик отдельного человека позволяет еще успешнее кодировать звук.
Идея всех форм сжатия – уменьшить количество или полностью исключить биты, которые несут в себе не всю потенциально возможную для них полезную информацию. Добиваются этого тем, что для кодирования часто встречающихся элементов применяется меньше битов. Кроме того, создаются справочники типовых последовательностей, а также подсчитываются повторения.
Сжатие без потерь позволяет безупречно восстановить оригинал, тогда как сжатие с потерями отбрасывает ту или иную информацию, которая не нужна получателю, и обеспечивает баланс между качеством и уменьшением размера. Можно найти и другие компромиссы – например, между скоростью/сложностью сжатия и этими же параметрами распаковки. Когда цифровое телеизображение разделяется на квадраты или звуки начинают искажаться, то причина в том, что алгоритму распаковки не удается восстановить данные после какой-либо ошибки ввода (возможно, из-за того, что информация поступила недостаточно быстро). Однако, независимо от выбранного способа, определенные входные данные не сжимаются, что можно проверить, представив, как некий алгоритм многократно применяют к его же выводу.
На практике некоторая входная информация даже становится объемнее.
Трудно представить, но тема сжатия способна даже развлекать. Телесериал НВО «Кремниевая долина», премьера которого состоялась в 2014 году, включал в себя 53 серии в шести сезонах. В нем повествуется об изобретении нового алгоритма сжатия и о том, как его создатель пытался защитить свой стартап от более крупных компаний, захотевших украсть его идеи.
8.8. Обнаружение и исправление ошибок
Если сжатие предполагает удаление ненужной информации, то при выявлении ошибок и их исправлении добавляется тщательно контролируемая избыточность. Она позволяет обнаруживать и даже устранять недочеты.
Некоторые распространенные наборы чисел не имеют избыточности, и поэтому невозможно определить, не затесалась ли в них ошибка. Например, номера социального страхования США состоят из 9 цифр, и почти любая последовательность из 9 цифр может оказаться допустимой. (Это полезно, когда у вас спрашивает номер кто-нибудь, кому незачем его знать, – просто придумайте что-нибудь.) Но если бы в них добавили какие-то дополнительные цифры или ограничили диапазон возможных значений, ошибки удавалось бы обнаружить.
Номера кредитных карт и банкоматов состоят из 16 цифр, но не каждый набор из 16 цифр – допустимый номер карты. В них применяется алгоритм контрольной суммы, изобретенный Хансом Петером Луном из IBM в 1954 году, который обнаруживает как единичные неверные цифры, так и большинство погрешностей транспозиции, когда две цифры меняются местами. На практике такие виды ошибок встречаются чаще всего.
Алгоритм прост: начиная с крайней правой цифры, умножайте каждую последующую цифру попеременно на 1 или на 2. Если результат больше 9, вычтите 9. Сложите полученные цифры: у вас должна выйти сумма, кратная 10. Проверьте это на ваших кредитках и на номере 4417 1234 5678 9112, который отдельные банки используют в рекламе. Результат для последнего равен 9, так что это недопустимый номер карты. Но если мы изменим последнюю цифру на 3, он станет допустимым.
Номера ISBN в книгах, состоящие из 10 или 13 знаков, также имеют контрольную сумму на основе аналогичного алгоритма, что защищает их от ошибок тех же видов.
Эти алгоритмы специализированы и нацелены на десятичные числа. Код с контролем по четности — простейший вариант стандартного обнаружения ошибок, который применяется к битам. К каждой группе битов присоединяется один дополнительный бит четности, чье значение выбирается таким образом, чтобы в группе теперь насчитывалось четное количество битов «1» (например). Следовательно, если в любом отдельном бите возникнет ошибка, получатель увидит нечетное количество битов «1» и поймет, что данные повреждены. Конечно, этот метод не определяет, с каким именно битом проблема, и не работает в случае двух ошибок.
Например, на рис. 8.5 показаны первые шесть заглавных букв в ASCII, записанных в двоичном формате. В колонке контроля по четности крайний левый бит (неиспользуемый) заменяется на четный бит, который обеспечивает четность (то есть каждый байт теперь имеет четное количество битов «1»). Соответственно, в колонке контроля по нечетности каждый байт содержит нечетное количество битов «1». Если какой-либо бит из этого числа поменяет состояние, то результирующий байт не будет обладать четностью, а значит, ошибку удастся обнаружить. Если бы использовалось еще несколько битов, код мог бы исправлять однобитовые ошибки.
Рис. 8.5. Символы ASCII с дополнительными битами четности и нечетности
Обнаружение и исправление ошибок широко применяются в вычислительной технике и средствах связи. Коды исправления ошибок могут использоваться для произвольных двоичных данных, однако для разных вариантов возможных ошибок подбираются различные алгоритмы. Например, в некоторых типах оперативной памяти применяются биты четности для определения однобитовых ошибок в случайных местах. Для компакт-дисков и DVD задействуют коды, которые исправляют длинные последовательности поврежденных битов. Сотовые телефоны умеют справляться с короткими всплесками помех. QR-коды вроде того, что приведен на рис. 8.6., представляют собой двумерные штрих-коды с большой избыточностью для исправления недочетов. Как и в случае сжатия, нахождение ошибок не может решить все проблемы, и некоторые из них обязательно будут настолько серьезными, что их не удастся выявить и исправить.
Рис. 8.6. QR-код для http://www.kernighan.com
8.9. Краткие выводы
Диапазон – важнейший ресурс для беспроводных систем, и его обычно не хватает для удовлетворения спроса. За распределяемые полосы частот конкурирует множество сторон, а традиционные игроки, такие как широковещательные и телефонные компании, сопротивляются нововведениям. Один из способов справиться с этим – использовать имеющиеся области более эффективно. В сотовых телефонах изначально применялось аналоговое кодирование, но от этих систем давно отказались в пользу цифровых, которые занимают гораздо более узкую полосу пропускания. Иногда существующий диапазон повторно пускают в дело: например, в США при переходе на цифровое телевещание в 2009 году высвободились широкие полосы, за которые поборолись другие сервисы. Наконец, можно использовать более короткие волны, но обычно на не таких дальних расстояниях, так как эффективный радиус действия уменьшается пропорционально квадрату частоты (вот и еще один пример квадратичного эффекта).
Беспроводная связь – это средство вещания, которое может прослушивать любой желающий, поэтому контролировать доступ и защищать передаваемую информацию можно только путем шифрования. Первоначальный стандарт беспроводного шифрования в сетях 802.11 (WEP, или Wired Equivalent Privacy[67]), как оказалось, имел существенные недостатки, но современные стандарты, такие как WPA (Wi-Fi Protected Access[68]), работают лучше. Кое-кто все еще использует открытые сети, то есть вообще без шифрования, и в этом случае любой находящийся рядом человек может не только прослушивать их, но и бесплатно наслаждаться услугами связи. По некоторым данным, количество открытых сетей сегодня намного меньше, чем несколько лет назад, поскольку люди стали более настороженно относиться к риску прослушивания или использования сервисов за их счет.
Это не относится к бесплатным сетям Wi-Fi в кофейнях (чьи хозяева хотят, чтобы клиенты дольше сидели у них за ноутбуком и покупали дорогой кофе), отелях, аэропортах и так далее. Если вы не пользуетесь шифрованием, информация, передаваемая по этим сетям, доступна всем, а шифровать по запросу готовы не все сервисы. Более того, не каждая открытая точка доступа к беспроводной сети легальна: иногда их устанавливают, явно намереваясь обмануть наивных пользователей. Не стоит делать ничего конфиденциального через общественные сети. Осторожнее всего обращайтесь с точками доступа, о которых вы ничего не знаете.
Проводные соединения всегда будут основным незримым компонентом сетей, особенно в случае высокой пропускной способности и больших расстояний. Тем не менее в будущем «лицом» этой технологии станут беспроводные сети, несмотря на ограничения их диапазона и пропускной способности.