Порты ввода-вывода информации на компьютере

Краткое описание терминологии

Сокет, порт, коннектор, интерфейс, слот, шина — все эти слова имеют определённое значение в мире технологий, но со временем они стали частично взаимозаменяемыми. Даже в названии данной статьи сокеты и разъёмы по существу одно и то же.

Сокет или порт представляет собой физическую систему, которая используется для подключения одного вычислительного устройства к другому или к периферийным устройствам. Они содержат в себе набор коннекторов, которые подключаются физически, а также электрический интерфейс.

Последний представляет собой сигнальную систему. Это определяет, какие данные и команды передаются между устройствами. Некоторые слоты/порты используют общую сигнальную систему, которую можно применять к разным портам, другие используют специфическую систему для конкретного сокета. Некоторые поддерживают сразу несколько интерфейсов.

Чтобы упростить задачу, мы всё будем называть сокетом, даже если это порт или интерфейс.

Что такое порты компьютера . хотите полюбоваться на них?

Со списком распространённых портов вы знакомы, однако некоторые сервисы вполне могут использовать порт, по умолчанию назначенный не для них. Или же, что не редкость, открытые порты применяются в качестве лазейки для злоумышленника. Так что, если вы решили самостоятельно менять настройки портов, нужно убедиться, что законопослушные клиент и сервер найдут друг друга.

Вы можете прямо сейчас посмотреть на своём компьютере, какие порты чем занимаются. Наберите в терминале:

less /etc/services

и крутите мышкой до конца. Вот они во всей красе.

В Кали Линукс полезная во всех смыслах nmap тоже может отобразить их список:

less /usr/share/nmap/nmap-services

Если вы читаете эту статью в Windows, чтобы посмотреть сейчас открытые порты, запустите консоль команд от имени администратора cmd и выполните в ней команду:

netstat -a

Displayport

Подобно HDMI, это интерфейс для подключения монитора или телевизора к ноутбуку или ПК и передачи изображения и звука. В отличие от HDMI, он обладает более высокой скоростью передачи данных, а также может передавать картинку сразу на 4 монитора одновременно.

А теперь читайте, как подключить монитор к компьютеру.

D-sub (vga)

VGA (от англ. Video Graphics Array – видеографическая матрица) – интерфейс для передачи аналогового сигнала на устройства, выводящие изображения. По мере популяризации HDMI стал терять свою актуальность из-за технических ограничений. Более того, в 2022 году компании Intel и AMD заявили о полном отказе от поддержки VGA, поэтому интерфейс можно считать окончательно устаревшим.

Esata

External-SATA, или eSATA – разъём для подключения устройств, поддерживающих режим работы с SATA (например, жёсткие диски). Был создан как более быстрая альтернатива USB 2.0., но после появления USB 3.0 постепенно стал терять свою популярность, и сейчас практически не используется.

Ethernet

Разъём для подключения Интернет-кабеля, встречается на любой материнской плате, Wi-Fi-роутере, сетевой карте, ноутбуке, представлен в виде порта RJ45. Максимальная скорость передачи данных зависит от модификации и стандарта порта 802.3. На данный момент максимально допустимая скорость в пределах порта развивает аж до 100 Гбит/с.

Ieee 1394

IEEE 1394 – интерфейс для передачи информации между компьютером и любым другим устройством. Обладает скоростью передачи данных до 3200 Мбит/с, возможно создание компьютерной сети размером вплоть до 63 устройств. Сейчас считается устаревшим – на замену ему пришёл интерфейс Thunderbolt.

Kensington lock

Замок Кенсингтона – собирательное название для замка со стальным тросиком. Главное назначение – защитить ноутбук или любое другое устройство от кражи. Обеспечивается защита за счёт соединения гаджета с любым тяжёлым или неподвижным предметом.

S-video

S-Video – устаревший интерфейс для передачи аналогового сигнала.  Может быть полезен только при необходимости подключить ПК, камеру или ноутбук к старому телевизору, но в остальных случаях проигрывает остальным интерфейсам – например, S-Video не способно передавать звук, как HDMI или выдавать картинку в разрешении HD.

Thunderbolt 3

Thunderbolt – это интерфейс, разработанный компаниями Apple и Intel. Назначение интерфейса – подключение внешних устройств к ПК. Последняя на данный момент версия Thunderbolt 3 использует порт USB Type-C, а также способна передавать данные со скоростью до 40 Гбит/сек.

Адаптеры

Часто у пользователей ПК возникает потребность использовать то или иное оборудование. Если же на компьютере или ноутбуке новой модели этого разъёма нет, остаётся два пути – искать старую модель компьютера или ноутбука, чтобы можно было воспользоваться нужным устройством, либо использовать адаптер.

Другие порты/разъёмы компьютера

Разумеется, только USB-портами дело не ограничивается: существуют также другие виды разъёмов, причём назначение у них может быть как схожее, так и существенно другое. Постараемся вкратце пройтись по основным портам – как актуальным, так и устаревшим.

Игровой порт

На сегодняшний день этот порт не так уж часто встречается на материнских платах. Кроме того, его не поддерживают современные операционные системы, такие, как Windows 7. Тем не менее, его до сих пор можно увидеть на звуковых картах. Разъемом порта является коннектор c 15-ю контактами.

Как можно догадаться из названия порта, он предназначен, прежде всего, для подключения джойстиков. Особенностью порта является возможность подключить к нему сразу два устройства. Кроме того, в звуковых картах игровой порт часто используется для подключения MIDI – устройств, например, таких, как синтезаторы.

Картридер

Разъём для флеш-карты памяти. Такими портами часто оснащают ноутбуки. На компьютере может быть представлен как в виде отдельных устройств с выводом на переднюю панель корпуса, так и внешним прибором.

Компьютерные порты и сетевая безопасность

Программы, и службы, которые здесь описаны, позволяют вам увидеть порты, открытые именно в вашей ОС (Windows и Linux) для каких-то уже работающих на компьютере программ. Однако помните, что в системе передачи информации между вашим компьютером и далёким веб-сервером где-то в Голландии, стоит ещё немало устройств, которые фильтруют трафик более серьёзно, в том числе контролируя порты (кстати, в том числе и находящийся в вашей же комнате роутер).

Не ваши, конечно. Но именно этим серверам решать, попадут ли какие-то данные в вашу Windows. Прикладывает к этому руку и ваш провайдер, которому вы платите деньги за выход в сеть, блокируя порты в целях безопасности или для недопущения излишней сетевой активности (а вдруг вы захотите настроить у себя дома собственный веб-сервер? — не получится).

Зачем это делается? Позвольте продолжить аналогию с домами и улицами. Представьте, что вы решили купить гараж для авто (компьютера) в близлежащем кооперативе. Первое, что нужно сделать — защитить и усилить невозможность в помещение проникнуть: поставить хорошие двери и установить надёжные замки (закрыть порты).

Но что ещё можно сделать? Кто-то ставит сигнализацию (специальные сетевые сканеры для проверки состояния портов). Накопить денег и установить дополнительный забор с воротами (роутер со встроенным фаерволлом), чтобы внутри можно было парковать и мотоцикл (планшет) .

А чтобы газоны не испоганили грузовики, со своей стороны правление (провайдер) установило автоматический шлагбаум (сетевые анти-DDOSфильтры): всё вроде бы открыто, но чужой не проедет. И так далее…

Однако, если вы всё-таки собираетесь узнать, как виден ваш компьютер из глобальной сети (например, злоумышленникам, пытающимся проверить вас на прочность), описанные здесь способы совершенно не подходят. Разовьём эту тему в следующих статьях.

Успехов.

Номера портов

И так товарищ, ты теперь почти просветлел и понял – что же такое порт. Теперь же давайте поговорим про понятие «номер порта». Как я уже и говорил, в каждом компьютере, сервере, маршрутизаторе существует ровно 65 535 портов. Конечно, используются они не все и есть свободные «адреса».

С 0 до 1023-го – это зарезервированные «квартиры» для систем как Windows, так и Linux. Насчет Mac OS сказать не могу, с данной ОС не работал. Далее с 1024 по 49151 идут свободно используемые входы. То есть их могут использовать отдельные приложения, утилиты или даже системные службы. Некоторые программы могут одновременно использовать один и тот же номер.

Остальные порты, можно сказать – находятся в свободном полете и могут использоваться или не использоваться по усмотрению ОС или пользователя. Запоминать тот или иной номер бессмысленно, потому что их очень и очень много. Например, очень часто для игр на домашних роутерах нужно открыть дополнительные номера. Но запоминать, к какой именно игре используется тот или иной номер, смысла нет.

Но со временем за определенными портами закрепились отведенные службы. Вот пример нескольких из них:

Чаще всего обычный пользователь не задумывается о пробросе, открытии или закрытии портов. Этим занимается сама операционная система, а в частности Брандмауер. Также при установке приложений, игр и утилит, которые используют интернет или сетевое подключения, они сами прописывают при инсталляции настройки по использованию тех или иных входных номеров. Некоторые программы используют сразу несколько.

ПРИМЕЧАНИЕ! Портовая конфигурация также есть у роутеров и провайдера.

Открытие и закрытие

Как я уже и говорил ранее – данную функцию выполняет сама система или установленные программы. Но вы сами можете изменять или добавлять некоторые правила. По сути вам нужно указать сетевой порт, а также приложение или программу, для которой это правило будет действовать. Если же вы будете производить настройку на роутере, то нужно будет указывать IP адрес устройства переадресации.

Для начала вам нужно определиться с тем – какой «вход» вы хотите открыть и для чего. Номер и название приложение вы можете посмотреть в том PDF файле, который я прикрепил выше. Покажу на примере игры World of Warcraft. Будем открывать официально зарезервированный номерной «вход» – 3724.

1. В Windows нужно открыть меню «Пуск» и перейти в «Панель управления».
2. Заходим в «Брандмауэр»

3. «Дополнительные параметры»

4. Слева в окне нажимаем «Правила для входящих подключений». Вы сразу тут увидите очень много правил под каждое установленное приложение.

5. В окошке справа выбираем «Создать правило…». Так как мы будем открывать порт для игры, то выбираем вторую галочку.

6. Создаем UDP правило и вводим только номер, указанные в том PDF файлике – в моем случае это: 3724 (я показываю на примере игры WOW у вас может быть совершенно другой номер). Вы также можете указать диапазон номеров. Для TCP и UDP лучше создать два правила отдельно.

7. Оставляем значение по умолчанию «Разрешить подключение».

ПРИМЕЧАНИЕ! Таким образом вы можете закрыть определенный «вход», выбрав «Блокировать подключение».

8. Далее идут правила профилей – можно оставить все. Самое главное, чтобы при подключении к удаленному ресурсу через интернет был включен «Публичный» профиль.

9. В самом конце вводим название и описание. В название я советую добавлять номер порта, который вы открыли, чтобы потом его не потерять.

Параллельный порт (lpt)

Главная особенность параллельного порта  – одновременная передача данных по нескольким линиям. Эта черта сближает LPT с внутренними шинами компьютера. Основное назначение параллельного порта – подключения внешних устройств, и в большинстве случаев таким устройством является принтер.

Первые версии параллельного порта имели одностороннюю направленность, то есть, данные по кабелю могли передаваться лишь в одну сторону – к периферийному устройству. В дальнейшем были введены усовершенствованные стандарты интерфейса LPT, в которых данные могли передаваться в обе стороны.

Порт pcmcia или expresscard

PCMCIA – порт для подключения карты-накопителя, или так называемой смарт-карты. Был одним из рядовых разъёмов для ноутбуков, а также использовался в телевизорах марки LG. Был вытеснен с рынка с появлением стандарта ExpressCard, который выступал в роли аналога USB и мог работать с PCI-Express.

Порты в компьютере

Последовательный порт (com)

Этот порт отличает последовательная передача данных по одной линии. Последовательная передача означает, что биты информации передаются по линии один за другим. Кроме того, передача данных в последовательном порту является двунаправленной. Как правило, COM предназначен для подключения таких периферийных устройств, как мышь или модем. В качестве разъема порта на материнской плате компьютера используется 9-штырьковый разъем DE-9 типа «вилка».

Проброс

Открытие и проброс портов – это разные вещи, хоть некоторые их и путают. Когда вы открываете какой-то «вход», то вы делаете это на конкретном устройстве – например, на своём компьютере. Проброс портов – обычно делается на сетевом шлюзе, который из внешней сети принимает какой-то запрос от пользователя.

Например, у вас дома стоит система видеонаблюдения. Сеть камер, подключенных к видеорегистратору, который в свою очередь привязан к интернету с помощью роутера. Камера кстати может быть вообще одна и подключена напрямую к маршрутизатору.

Чтобы просматривать камеру через интернет, отдыхая на Бали или во Вьетнаме, нужно пробросить порт. После проброса, чтобы попасть на камеру, нужно будет зайти в браузер, ввести внешний IP адрес вместе с проброшенным номером, и тогда можно увидеть изображение с камеры.

По пробросу у нас уже есть отдельные инструкции на сайте:

Если у вас ещё остались вопрос или есть дополнения, то пишите в комментариях.

Просмотр открытых и закрытых портов

Чтобы посмотреть все входные номера, которые используются, заблокированы или ждут своей очереди – можно через консоль. В Windows достаточно зайти в командную строку: для этого нажимаем на кнопки и R и прописываем команду «cmd». Далее нужно будет ввести:

netstat -a

В Kali Linux прописываем другую команду:

less /usr/share/nmap/nmap-services

Для удобства я все же советую использовать удобную программку «Process and port analyzer». Она в более удобном виде выводит все задействованный список портов на данном устройстве. Вы можете посмотреть зарезервированные, свободные и используемые номера.

Расположение разъёмов

У каждого персонального компьютера или ноутбука есть контактные разъёмы для подключения внешних устройств, которые ещё называют портами. Между ними есть различие: если разъёмы являются просто технической реализацией системы ввода-вывода, то порты уже выполняют обмен данными между процессором и подключаемым прибором.

Сетевые сокеты

Последние коннекторы в нашей статье нужны для связи между компьютерами. Связь может осуществляться в локальной сети, для выхода в интернет, ещё могут быть промежуточные варианты. Для мобильных устройств применяются беспроводные технологии, но когда мобильность не нужна, для подключения компьютеров используется Ethernet.

Почти каждый настольный компьютер и многие ноутбуки имеют для этого отдельный порт. Чаще всего он называется RJ45 (Registered Jack #45). Это промышленный стандарт, который использует коннектор 8P8C для подключения к нему.

Скорость подключения не определяется коннектором, за неё отвечают кабели и сетевой адаптер, прикреплённый к сокету. Например, на изображении выше на материнской плате используется чип Intel I218, который поддерживает скорость передачи данных до 1 Гбит/с.

Физические подключения к сети могут использоваться наряду с беспроводными системами. Такие технологии есть в смартфонах, планшетах и ноутбуках, а также можно встретить компьютеры с поддержкой Wi-Fi.

Чтобы улучшить целостность сигнала, многие используют пару коннекторов RP-SMA «мама». Они применяются для подключения двух антенн или полного воздушного комплекта.

Некоторые ноутбуки, особенно для корпоративного рынка, обладали встроенными модемами и сокетом для них был RJ11, а коннекторы 6P2C или 6P4C. Они очень похожи на RJ45 для LAN, но меньше по размеру и там меньше проводов.

Некоторые читатели могут помнить радость от доступа в интернет по Dial-Up. Тогда использовалась обычная телефонная линия, где данные передавались в виде аудиосигналов. Для доступа необходим был модем, который кодировал и декодировал данные из звуков.

Сейчас такие модемы можно встретить разве что в музее, в новых устройствах их нет.

Сокеты для аудио

Когда наступает пора подключать динамики и микрофоны к компьютеру, ситуация обычно следующая. Перед нами множество многоцветных коннекторов на обратной стороне компьютера или одно или два отверстия спереди или сбоку в ноутбуках. В любом случае используется стандартный разъём 3,5 мм в формате моно или стерео. Зачем их шесть в одном случае и только один или два в другом?

Выше слева розовый сокет предназначается для микрофона, зелёный для главного динамика или наушников, что также называется линейный выход. Другие обычно нужны для окружающего звука: чёрный для заднего динамика, серый для бокового, оранжевый для центрального и сабвуфера. Синий представляет собой линейный вход, который используется для подключения других музыкальных устройств к компьютеру.

Являются ли эти цвета универсальными? К сожалению нет, поэтому нужно опять смотреть спецификации конкретного устройства, чтобы понять, где есть что.

Прежде чем продолжить, скажем про ещё один сокет для аудио. На изображении выше он серый и квадратный.

Это S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface), который отправляет аудиосигналы в цифровой поток через оптоволоконный кабель. Используется коннектор под названием TOSLINK. Без сжатия данных он может обрабатывать в лучшем случае два звуковых каналов, со сжатием вроде Dolby AC-3 может передавать полноценный объёмный поток 7.1.

Сокеты для оперативной памяти

Ещё один набор сокетов располагается рядом с процессором. Здесь содержатся такие важные компоненты, как оперативная память. Её легко узнать, она выглядит как длинные планки. Обычно рядом друг с другом располагаются четыре разъёма по две пары. Каждый сокет содержит память DIMM (dual inline memory module).

Так в последние 20 лет называется разновидность памяти DDR-SDRAM.

Как можно увидеть на изображении ниже, по сторонам сокета есть крохотные коннекторы. Они разделены пластиковой перемычкой, чтобы планки памяти можно было вставить только одной стороной.

Объём памяти, которую можно установить в сокет, зависит от процессора и материнской платы. Каждый тип DDR-SDRAM имеет стандартную конфигурацию. В нашем примере с памятью DDR3 есть два ряда по 120 коннекторов. Некоторые из них предназначаются для питания, остальные для взаимодействия с системой.

Заменить память ещё проще, чем процессор. Опять же, нужно убедиться, что ваша материнская поддерживает ту память, которую вы хотите установить. Сокеты имеют разные цветовые коды, чтобы показать, что внутри процессора есть несколько контроллеров памяти. В данном случае их два.

Предположим, вы купили новый компьютер и у вас есть одна планка памяти, установленная в первый (чёрный) сокет с обозначением DIMM_A1. Можно купить такую же планку памяти и установить в любой сокет, но лучший результат будет при установке также в чёрный сокет.

Если сделать так, каждый контроллер памяти в процессоре будет иметь собственный блок памяти для работы и система будет в двухканальном режиме. Это удваивает количество данных, которое может передаваться в память и из неё за один такт работы процессора.

Ноутбуки также используют сокеты для оперативной памяти, но как и в случае с процессорами они меньше по размеру. Здесь применяется формат SO-DIMM (small outline DIMM), где меньше контактов по сравнению с компьютерным вариантом. Это означает, что объём памяти меньше или меньше её скорость.

На планшетах и смартфонах чипы памяти встроены прямо в системную плату, чтобы занимать минимум места. Это означает, что память нельзя поменять и добавить.

Сокеты для центральных процессоров

Начнём с самого крупного и сложного сокета для любого персонального компьютера. Сокета, в который устанавливается процессор. Современные процессоры расходуют много энергии, у них много ядер, они должны быть напрямую подключены к другим компонентам компьютера.

Всё это означает, что процессорный сокет имеет сотни отдельных подключений в форме крохотных металлических контактов и слотов. AMD и Intel по-разному подходят к этому вопросу. AMD обычно использует контакты в формате PGA-ZIF (корпус с матрицей штырьковых выводов), тогда как Intel размещает их в самом сокете LGA (матрица контактных площадок).

Нельзя сказать, что у одного подхода есть большое преимущество перед другим. Хотя контакты чуть более защищены, когда они находятся внутри сокета, а не на процессоре. Системы PGA-ZIF не требуют прилагать усилий при установке процессора, в отличие от LGA.

Когда производитель выпускает новый тип сокета, используются не все соединения. Это позволяет обеспечить поддержку будущим процессорам, увеличивая энергопотребление или добавляя дополнительные ядра. По крайней мере, такая возможность сохраняется, но Intel обычно связывает поддержку процессоров с определённым сокетом и основной набор чипов (PCH) с материнской платой.

AMD тоже так делает, но в меньшей степени. Сокет AM4 применяется в процессорах Ryzen для настольных компьютеров на протяжении более четырёх лет. За это же время Intel использовала сокеты LGA1551 и LGA1200.

К AM4 подходит и следующее поколение процессоров Ryzen, а вот для очередных процессоров Intel будет другой сокет.

Некоторые процессоры требуют огромных сокетов. Линейка AMD Threadripper использует 4094 контакта в сокете TR4, которые все располагаются на материнской плате. Представьте, как трудно было бы не погнуть их, если бы они были на самом процессоре.

Эти модели для профессиональных рабочих станций и серверов содержат десятки ядер и к ним требуется подключать большой объём оперативной памяти. Именно поэтому контактов так много. С другой стороны есть небольшие двуядерные процессоры, где контакты также имеются, но другие.

В ноутбуках сокеты использовались в прошлом, но чтобы устройства стали тоньше вслед за планшетами и смартфонами, процессоры припаиваются к системной плате.

В результате для большинства обладателей ноутбуков сменить процессор становится невозможно.

Для настольных компьютеров обновление процессора является довольно простым делом. Сначала нужно убедиться, что материнская плата поддерживает нужный вам процессор, потом снять систему охлаждения, извлечь прежний процессор, вставить новый и установить систему охлаждения обратно.

Чем лучше процессор, тем больше энергии он расходует, в результате чего сильнее нагревается. Возможно, вам потребуется более качественная система охлаждения.

Сокеты ради сокетов?

Периодически производители решают пойти собственным путем и выпускают проприетарный сокет и интерфейс для эксклюзивного использования. Или же дают возможность приобрести лицензию на его использование для других производителей. Например, Apple Lightning впервые появился осенью 2022 года на iPhone 5, потом на iPod и iPad.

Apple использовала собственный коннектор в предыдущих моделях, намного более крупный 30-контактный. Переход на меньший коннектор и более простой порт давно назревал. Однако, в то время другие производители смартфонов использовали mini и micro USB 2.0.

Через 3 года после этого Apple начала использовать USB 3.0 Type-C в линейке MacBook. Коннектор Lightning по-прежнему применяется в современных iPhone, все преимущества над USB 2.0 давно остались в прошлом.

Такая же ситуация с Thunderbolt. Это продвинутая система подключения, которую совместно разработали Intel и Apple. Первоначально она использовала сокет mini-DisplayPort, последняя версия использует USB Type-C. Мало какие другие производители применяли эту систему из-за необходимости платить за лицензию.

В результате впечатляющий набор функциональных возможностей не помогает массовому распространению.

К счастью, это изменилось спустя несколько лет, когда Intel перестала взимать плату за использование Thunderbolt 3. От старых привычек сложно избавиться, поэтому и сейчас трудно найти компьютеры с интерфейсом Thunderbolt.

Так много сокетов, портов и разъёмов

Любители компьютеров и гаджетов смогут вспомнить и другие существующие коннекторы. Мы не затрагивали коннекторы питания, вентиляторов охлаждения, модулей доверенных платформ, внутренних слотов расширения USB и т.д.

Можно было бы поглубже заглянуть в мир сетей и серверов, исследовать оптоволоконные подключения или порты A/V. Тем не менее, мы смогли рассмотреть наиболее важные и повсеместно распространённые соединения, которые встречаются на большинстве компьютерных и периферийных устройств.

Будем надеяться, что в результате вы сможете лучше разбираться в этих сокетах и портах. Когда-нибудь их может стать совсем мало, что упростит использование гаджетов и компьютеров. До тех пор нужно отслеживать последние разработки в мире технологий подключения и вовремя избавляться от устаревших вариантов.