История компьютерных сетей

История компьютерных сетей берет свое начало в 1960-х годах, когда телефонные сети были основным средством связи в мире. Как вы помните, в телефонных сетях используется принцип коммутации каналов, при этом передача осуществляется с постоянной частотой. Стремительный рост потребности в вычислительных ресурсах, сочетающийся с высокой стоимостью ЭВМ, стал побудительной причиной объединения компьютеров в сети для обеспечения к ним удаленного совместного доступа пользователей. Сетевой трафик был неравномерным и характеризовался наличием периодов активности (например, когда один пользователь посылал команду удаленному компьютеру) и пассивности (ожидание результатов).

Три группы инженеров, находившиеся в разных частях света, независимо друг от друга начали разработку технологии коммутации пакетов, рассматривая ее как мощную и эффективную альтернативу технологии коммутации каналов. Первая научная работа на эту тему была опубликована ученым Леонардом Клейнроком, в то время еще студентом-старшекурсником. С помощью теории очередей работа Клейнрока наглядно продемонстрировала эффективность принципа коммутации пакетов в условиях неравномерной нагрузки. В 1964 году Пол Верен начал эксперименты в области коммутации пакетов в защищенных военных сетях, а Дональд Дэвис и Роджер Скэнтлбери осваивали новую технологию в национальной физической лаборатории Англии.

Упомянутые разработки заложили основу современного Интернета. Однако было бы неверно сводить зарождение Интернета только к разработке технологии коммутации пакетов. В начале 1960-х годов коллеги Клейнрока, ученые Ликлайдер и Роберте, стали участниками программы развития компьютерных технологий в агентстве DAPRA (Defense Advanced Research Projects Agency — агентство по защите прогрессивных исследовательских проектов). Роберте разработал схему компьютерной сети APRAnet, основанной на коммутации пакетов и являющейся прямым предком современного Интернета. Коммутаторы пакетов в то время назывались интерфейсными процессорами сообщений (Interface Message Processor, IMP), и контракт на их производство был заключен с компанией BBN. В 1969 году первые коммутаторы пакетов связали между собой несколько научных организаций США. Леонард Клейнрок вспоминает о первом неудачном использовании сети, когда попытка удаленного доступа вызвала полный крах системы. В 1972 году в сети APRAnet насчитывалось уже 15 узлов. Тогда же Роберт Канн устроил первую публичную демонстрацию APRAnet на Международной конференции по компьютерным коммуникациям. Был разработан первый протокол обмена информацией между оконечными системами (RFC 001), получивший название NCP (Network-Control Protocol — протокол управления сетью). Это позволило начать разработку сетевых приложений для APRAnet. Первая программа для работы с электронной почтой была создана программистом компании BBN Рэем Томлинсоном в 1972 году.

К концу 1970-х годов сеть APRAnet насчитывала уже около 200 оконечных систем. Через 10 лет число хостов в Интернете, уже объединявшем множество других компьютерных сетей, достигло 100 тысяч. Таким образом, 1980-е годы характеризуются стремительным распространением созданных ранее сетевых технологий.

В начале 80-х происходило активное объединение локальных сетей университетов в крупные региональные сети. Примерами могут служить сеть BITNET, обеспечивавшая обмен файлами и электронной почтой между университетами на северо-западе США, CSNET, объединившая исследователей в области сетевых технологий независимо от APRAnet, и др.

В 1980-е годы APRAnet уже содержала многие из компонентов, которые составляют основу современного Интернета. 1 января 1983 года стандартный протокол NCP, предназначенный для обмена данными между хостами, был заменен стеком протоколов TCP/IP (RFC 801). С этого времени стек TCP/IP используется всеми хостами Интернета. В конце 80-х в протокол TCP были внесены значительные усовершенствования, направленные на обеспечение оконечными системами контроля переполнения. Кроме того, была разработана система доменных имен (Domain Name System, DNS), связавшая мнемонические имена Интернет-ресурсов с их 32-разрядными адресами (RFC 1034). Изначально APRAnet была изолированной закрытой сетью. Для установления связи с любым хостом сети было необходимо иметь подключение к интерфейсному процессору сообщений. В первой половине 1970-х годов появились еще несколько компьютерных сетей с коммутацией пакетов:

ü коротковолновая сеть ALOHAnet соединила несколько университетов на Гавайских островах;

ü коммерческая сеть Telenet компании BBN была построена по тому же принципу, что и APRAnet;

ü французская компьютерная сеть Cyclades была разработана Луизом Пузи;

ü сети с временным мультиплексированием, такие как Tymnet и GE Information Services, появились в конце 1960-х — начале!970-х годов;

ü сеть SNA фирмы IBM создавалась в 1969-1974 годах параллельно с APRAnet.

Число компьютерных сетей продолжало расти. В 1973 году Роберт Меткалф разработал принципы технологии Ethernet, ориентированной на небольшие расстояния между соединяемыми компьютерами, которые позже обусловили стремительное развитие локальных сетей.

Научившись создавать новые компьютерные сети, инженеры задумались над тем, как связать несколько сетей между собой. Первые разработки в области создания сети сетей были проведены Уинтоном Серфом и Робертом Канном. Именно тогда для описания создаваемой системы было применено слово «Интернет». Появилась первая версия протокола TCP, правда, в значительной степени отличающаяся от современной. Изначально в TCP была попытка объединить надежную последовательную передачу данных между оконечными системами (поддерживаемую протоколом и сегодня) и транспортные функции (обеспечиваемые современным протоколом IP). Уже первые эксперименты с протоколом TCP выявили важность не только надежной, но и ненадежной передачи данных (например, пакетной передачи голосовых сообщений). Это в конечном счете привело к появлению протокола IP и разработке протокола UDP, альтернативного TCP. Таким образом, три ключевых протокола Интернета, TCP, UDP и IP, появились уже в конце 1970-х годов.

Описанные выше разработки проводились под патронажем уже упоминавшегося агентства DAPRA (Defense Advanced Research Projects Agency). Тем не менее оно не являлось монополистом в области развития Интернет-технологий. На Гавайских островах ученым Норманном Абрамсоном был разработан проект сети ALOHAnet — беспроводной компьютерной сети с пакетной передачей данных. Протокол ALOHA, использовавшийся в ALOHAnet, был первым из так называемых протоколов множественного доступа, позволявшим географически распределенным пользователям совместно использовать ресурс среды передачи данных (частоту радиоволн). Разработки Абрамсона были использованы Меткалфом и Боггсом при создании протокола Ethernet для проводных широкополосных радиосетей. Схема протокола Ethernet приведена на рис.

К созданию Ethernet Меткалфа и Боггса подтолкнула необходимость обеспечения связи компьютеров не только друг с другом, но и с удаленными разделяемыми периферийными устройствами, такими как принтеры, накопители и т. п.. Таким образом, технология Ethernet, ставшая основой для множества современных локальных компьютерных сетей, насчитывает 25-летнюю историю. Трудно переоценить ее роль в решении задачи объединения компьютерных сетей.

Параллельно с развитием APRAnet в США во Франции в начале 1980-х годов возник проект Minitel, имевший поддержку со стороны правительства Франции и поставивший перед собой амбициозную цель — связать все сети в единую компьютерную сеть. Система, разработанная Minitel, представляла собой открытую компьютерную сеть с коммутацией пакетов (протокол Х.25 с поддержкой виртуального канала), состоявшую из Minitel-серверов и недорогих пользовательских терминалов со встроенными низкоскоростными модемами. Большой успех пришел к проекту Minitel после того, как французское правительство объявило о раз-Даче бесплатных терминалов всем желающим для домашнего пользования. Сеть Minitel содержала как бесплатные, так и платные информационные ресурсы. В зените своей популярности в середине прошлого десятилетия Minitel поддерживала более чем 20 000 видов обслуживания — от удаленных банковских операций до организации доступа к специализированным исследовательским базам данных. Пользователями сети являлись более 20 % жителей Франции, доход от ее использования составлял более миллиарда долларов в год, а обслуживающий персонал состоял из 10 000 человек. Таким образом, Франции удалось опередить США в развитии национальных сетевых технологий на целое десятилетие.

К 1977 году Сеть объединяла уже десятки научных и военных организаций, как в США, так и в Европе, а для связи использовались уже не только телефонные, но также спутниковые и радиоканалы. 1 января 1983 года было ознаменовано принятием единых Протоколов Обмена Данными - TCP/IP (Transfer Control Protocol / Internet Protocol). Выдающееся значение этих протоколов заключалось в том, что с их помощью разнородные сети получили возможность производить обмен данными друг с другом. Именно этот день фактически явялется днем рождения Интернет, как сети, объединяющей глобальные компьютерные сети. Не даром одним из наиболее емких и точных определений Интернет является "сеть сетей".

В 1986 году Национальным Фондом Науки США (The National Science Foundation - NSF) была запущена в эксплуатацию NSFNet, связавшая компьютерные центры по всем Соединенным Штатам с "суперкомпьютерами". NSFNet изначально базировалась на TCP/IP, то есть была открыта для включения новых сетей, но первоначально была доступна лишь для зарегистрированных пользователей, в основном, университетов. Вся военная часть выделилась в MILNet, которая отошла исключительно в ведение американских военных организаций. NSFNet являлась высокоскоростной компьютерной сетью, базирующейся на суперкомпьютерах, соединенных оптоволоконными кабелями, радио- и спутниковой связью. До 1995 года она составляла основу Интернет в Соединенных Штатах - была "хребтом" (backbone) американской части глобальных компьютерных сетей (у других стран имелись собственные "хребты"). В 1996 году NSFNet была приватизирована, а научным организациям было предписано договариваться о доступе к информационным магистралям с коммерческими Интернет-провайдерами. В академических кругах это решение признано ошибочным, и практически с того же года ведутся эксперименты по воссозданию некоммерческой сети научных и образовательных учреждений, под условным названием Интернет-2.

В начале 1990-х годов произошел ряд событий, предвосхитивших Интернет-революцию и коммерциализацию компьютерных сетей. Сеть APRAnet, предок Интернета, постепенно прекратила свое существование. Появившиеся в 1980-е годы сети MILNET, Defense Data Network и NSFNET стали играть ведущую роль в объединении локальных сетей США, а также в международной передаче данных. В 1991 году на коммерческое использование NSFNET были наложены ограничения, а в 1995 году сеть также фактически прекратила свое существование, передав свои функции сетям коммерческих Интернет-провайдеров.

Главным событием 90-х годов, вероятно, следует считать появление Всемирной паутины (web), приведшей Интернет в миллионы домов и организаций по всему миру. Служба web также послужила платформой для разработки и внедрения сотен новых Интернет-приложений, обеспечивающих удаленные биржевые и банковские операции, работу с потоковым мультимедиа и использование огромных информационных ресурсов.

Автором web считается Тим Бернерс-Ли, который в 1989-1991 годах развил идеи гипертекста, предложенные еще в 40-х и 60-х годах прошлого века Бушем и Нельсоном. Бернерс-Ли совместно со своими ассистентами создал первоначальные версии языка HTML, протокола HTTP, web-сервера и браузера. Таким образом, четыре «кита» Всемирной паутины фактически были придуманы одним человеком. Возможности первого браузера ограничивались лишь просмотром текстовых строк. К концу 1992 года количество web-серверов в мире достигло 200.

Параллельно с внедрением новых web-серверов разработчики трудились над созданием пользовательского интерфейса браузеров. Одним из наиболее видных инженеров, проявивших себя в этой области, был Марк Андресен, руководивший созданием популярного браузера Mosaic. Альфа-версия браузера появилась в 1993 г., а в 1994 году Андресен совместно со своими коллегами учредил компанию Mosaic Communications, позже трансформировавшуюся в корпорацию Netscape Communications. В 1995 году студенты университетов уже активно использовали браузер Mosaic в учебных целях. Примерно в то же время огромное количество самых разных компаний стали применять web для ведения своих дел. В 1996 г. к выпуску браузеров присоединилась компания Microsoft, что положило начало «войне браузеров» между Microsoft и Netscape. На сегодняшний день можно считать, что Microsoft выигрывает эту войну.

Вторая половина 1990-х годов характеризовалась небывалым прогрессом в области Интернет-технологий. Множество компаний начали разработку собственных продуктов, связанных с глобальной Сетью. Активно развивалась служба электронной почты: появились приложения, поддерживающие адресные книги, присоединение файлов к сообщениям, «горячие» ссылки и потоковое мультимедиа. К концу десятилетия были разработаны сотни Интернет-приложений, как правило, принадлежащие к одной из следующих групп:

ü приложения электронной почты, включая средства присоединения файлов к сообщениям и приложения для работы с сообщениями через web-интерфейс;

ü web-приложения, включая приложения для путешествий по web-страницам и Интеренет-коммерции;

ü приложения для обмена сообщениями в реальном времени, пионером которых стала программа ICQ;

ü приложения для однорангового совместного доступа к файловым архивам в формате МРЗ, пионером которых стала программа Napster.

Создателями первых двух видов приложений были ученые, а последние два вида приложений, напротив, разрабатывались несколькими молодыми энтузиастами.

Период 1995-2001 годов характеризовался активным использованием Интернета для биржевых торгов. Многие компании, практически не имевшие реальных доходов, могли иметь огромный финансовый успех на подобных электронных торгах. В 2000-2001 годах многие Интернет-биржи закрылись. Тем не менее такие компании, как Microsoft, Cisco, AOL и Yahoo!, достаточно успешно продолжают вести свой бизнес в Интернете.

На протяжении 1990-х годов удалось достичь значительных успехов в области высокоскоростной маршрутизации и локальных сетей. Была разработана модель обслуживания трафика, требующего временных ограничений. Кроме того, коммерциализация глобальной Сети актуализировала проблемы, связанные с обеспечением безопасности инфраструктуры Интернета.

Сетевые технологии продолжают свое стремительное развитие. Постоянно появляются новые решения в разработке приложений, обеспечении безопасности, распределении ресурсов, Интернет-телефонии, высокоскоростной маршрутизации и передаче внутри локальных сетей. Объединение компьютеров в сети позволило значительно повысить производительность труда.

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: