ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Сетевые технологии

(Часть первая)

2007 г.

Учебное пособие составлено Г. В. Красноперовым, Е. С. Кощеевой.

Предисловие

В настоящее время применение сетевых компьютерных технологий становится одним из основных направлений развития постиндустриаль­ного информационного общества. В условиях постоянно увеличиваю­щихся объемов информационных ресурсов формулируются новые требо­вания к качеству и содержанию современных сетевых технологий.

Десять лет назад в России Internet был доступен небольшой группе специалистов. За этот период существенно изменилось качество сетевых технологий, предоставляющих пользователю удобный, интуитивно по­нятный интерфейс.

Появившиеся в последнее время аппаратные и программные средст­ва, а также новые сетевые технологии предоставили обычному пользова­телю возможность самостоятельного доступа в сеть Internet. Новые про­граммные средства и сетевые службы разнообразили сетевой сервис, что также положительно повлияло на расширение аудитории пользователей сетевых технологии.

Сетевые технологии на протяжении своего развития доказали свою эффективность. Сегодня практически невозможно представить совре­менное предприятие или учебное заведение, не имеющие вычислительной сети, объединяющей большинство вычислительных машин.

Такому результату предшествовали годы исследований и экспери­ментов, в которые были вовлечены лучшие специалисты: инженеры и программисты. Современные сетевые технологии неразрывно связаны с общими вопросами обработки информации с применением средств вы­числительной техники.

Любая вычислительная сеть в наиболее общем случае представляет собой объединение узлов (вычислительных машин) посредством линий связи. Однако это не простое механическое объединение. Для того чтобы узлы обменивались информацией, необходимо решение широкого спек­тра вопросов.

Многие из этих вопросов, связанных с аппаратными средствами вы­числительных сетей, рассмотрены в гл. 2. Особое внимание уделено фун­даментальным понятиям построения вычислительных сетей, таким, как топология вычислительной сети, методы доступа к среде передачи дан­ных, архитектура вычислительной сети.

Второй составной частью любой вычислительной сети, помимо сете­вых аппаратных средств, являются сетевые программные средства, peaлизующие логику работы сети, обеспечивающие совместимость различ­ного сетевого оборудования и удобный интерфейс пользователя. Важным понятием при рассмотрении вычислительных сетей является сетевая мо­дель, которая отражает все основные этапы работы сети, последователь­ность их выполнения. Этому вопросу посвящена гл. 3, в которой принци­пы построения территориально распределенных сетей показаны на при­мере двух сетевых моделей: OSI /ISO и TCP/IP.

Особое значение в сетевых технологиях отводится протоколам связи, являющимся, по сути, «языком» взаимодействия узлов вычислительной сети. Наряду с рассмотрением самого понятия «протокол» в гл. 3 описа­ны основные современные протоколы, используемые в вычислительных сетях. Рассмотрены базовые технологии территориально распределенных сетей и технологии подключения пользователей к глобальным вычисли­тельным сетям.

В гл. 4 рассматривается структура сетевых программных средств, по­нятие сетевой службы и сетевого сервиса, раскрывается архитектура се­тевой операционной системы, а также способы согласования различных протоколов. С учетом этого в гл. 4 сформулировано определение вычис­лительной сети.

Исторически первые попытки создания вычислительной сети были связаны с передачей данных на большие расстояния. Так в 60-х гг. XX в. зародился проект ARPANET, ставший впоследствии основой глобальной сети Internet.

История развития сети Internet является примером эффективного взаимодействия специалистов и пользователей по созданию нового, ни с чем не сравнимого феномена - Iniemet-сообщества.

В гл. 5 рассмотрены предпосылки создания сети Internet, основные этапы ее разработки и ключевые принципы, положенные в основу гло­бальной сети. Одним из наиболее сложных вопросов организации вычис­лительных сетей является проблема адресации, предполагающая уни­кальность адреса каждого узла. Решение этой проблемы с применением уникальных цифровых адресов для идентификации узлов на машинном уровне является неудобным для пользователя. В результате была разра­ботана система доменных имен, позволяющая именовать узлы вычисли­тельной сети смысловыми фразами. Архитектура системы доменных имен также рассмотрена в гл. 5.

Internet - это не просто глобальная вычислительная сеть, объеди­няющая миллионы узлов по всему миру, это еще и множество сетевых служб, предоставляющих пользователю различный сетевой сервис. Клас­сификация видов сетевого сервиса, понятие прикладного сервера, а также основные сетевые серверы и службы рассмотрены в гл. 6.

Среди множества сетевых служб сети Internet есть службы, без кото­рых Internet не стал бы столь популярным. Это базовые службы, которые предоставляют пользователю наиболее востребованный сервис. К таким службам, в первую очередь, относятся электронная почта и электронные конференции, которые являются одними из первых служб в сети Internet. Недавно, относительно всей истории сети Internet, была создана новая служба, позволившая объединить множество разрозненных ресурсов се­ти, при этом имеющая удобный пользовательский интерфейс. Популяр­ность этой службы настолько велика, что многие пользователи ассоции­руют ее со всей сетью Internet. Такой является служба WWW - «всемир­ная паутина». В гл. 7 изложены основы архитектуры базовых служб сети – WWW, E-mail и Usenet.

За последнее время объемы информационных ресурсов сети Internet значительно увеличились, и этот процесс не прекращается. В связи с этим одним из проблемных вопросов использования сети Internet явля­ется проблема поиска информации. Знание механизмов поиска, логики работы поисковых систем позволит пользователю либо найти необходи­мый информационный ресурс в случае его существования, либо за отно­сительно короткое время сделать вывод, что требуемого информационно­го ресурса нет. Поиску информации в Internet посвящена гл. 8, где рас­смотрены принципы построения поисковых систем и логика их работы, а также кратко охарактеризованы наиболее популярные зарубежные и российские поисковые серверы.

По своему значению для развития общества информация приравни­вается к важнейшим ресурсам наряду с сырьем и энергией. В развитых странах большинство работающих заняты не в сфере производства, а в той или иной степени занимаются обработкой информации.

Развитие информационных технологий, увеличение значимости информационных ресурсов в развитии современного общества создали предпосылки к образованию нового рынка - рынка информационных ре­сурсов. Особенностью этого рынка является то, что информация, в отли­чие от других видов товаров, не является материальным объектом. Специфика, структура рынка информационных ресурсов, а также перспекти­вы его развития в России рассмотрены в гл. 9.

Наряду с успешным развитием информационных технологий и их значением для развития общества появились новые проблемы, требую­щие новых эффективных решений. Одной из таких проблем является проблема информационной безопасности, которая связана с решением трех основных задач: обеспечением конфиденциальности информацион­ного обмена, целостности данных и их постоянной доступности. Направления решения этих Задач и эффективные механизмы их реализации рас­смотрены в гл. 10.

Немаловажным вопросом сетевого информационного обмена являет­ся вопрос сетевой этики, т. е. поведения пользователя. Развитие сети Internet выявило ряд негативных тенденций, связанных не только с ин­формационной безопасностью, но и с общими правилами и нормами по­ведения пользователя сети Internet. Знание общепринятых правил пове­дения в сети позволяет пользователям еще эффективней взаимодейство­вать с мировыми информационными ресурсами, создает предпосылки для налаживания контактов и сотрудничества в сети. А примером воз­можностей сотрудничества пользователей посредством сети является са­ма сеть internet, которая создавалась и развивалась как открытая система.

В Заключении показаны направления развития глобальной информа­ционной сети Internet.

Вприл. 1 приводится информация об основных организациях, разрабатыва­ю­щих и утверждающих стандарты сетевых технологий, а также краткий перечень наиболее известных стандартов, знание которых позво­лит пользователям ориентироваться в обозначениях и технических харак­теристиках сетевого оборудоваиия и сетевых технологий.

Для более углубленного понимания процессов, лежащих в основе взаимодействия узлов вычислительных сетей, в прил. 2 приведены фор­маты информационных блоков стека протоколов TCP/IP.

Обширная сетевая терминология, в основном имеющая англоязычное происхождение, связана со множеством общепринятых сокращений, ко­торые часто приводятся без пояснений. Информация, приводимая в конце пособия, будет полезна и в тех случаях, когда материал изучается частя­ми, а соответствующие пояснения не приводятся.

В приложениях приводится обширный справочный материал, позво­ляющий лучше ориентироваться в условных обозначениях стандартов се­тевых технологий ипонятиях, связанных с вычислительными сетями и Internet.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Идея объединения ЭВМ в сети появилась немногим позже появле­ния самих ЭВМ. Это произошло после того, как ЭВМ показали свою эффек­тивность в решении задач автоматизации процессов сбора, обработки и хранения различных данных. В середине 50-х гг. XX в., когда ЭВМ нашли широкое применение для решения сложных научных и конструкторских задач, главным образом в интересах военных ведомств ведущих госу­дарств, встал вопрос о быстром обмене данными, которые имелись в раз­личных исследовательских центрах.

Первые успешные реализации межмашинного обмена данными отно­сятся к началу 60-х гг. прошлого века. В то время обмен данными осуще­ствлялся между немногими ЭВМ, поэтому здесь вряд ли было правомер­но говорить о полноценных сетях. Скорее речь могла идти именно о меж­машинном обмене информацией. Трудность воссоздания начального этапа истории вычислительных сетей связана с сильной засекреченно­стью работ в этой области информационных технологий, поскольку ор­ганизация удаленного обмена информацией между различными группами исследователей позволяла гораздо эффективнее решать задачи, в том числе и военного характера. Не случайно появление глобальной сети Internet ассоциируется с вычислительной сетью ARPANET - Департа­мента перспективных исследований Министерства обороны США. Разработка сетевых технологий для удаленного доступа к ресурсам вычислительных машин велась не на пустом месте. Еще до реализации связей «компьютер - компьютер» была решена более простая задача - организация связи «удаленный терминал - компьютер». Терминалы, на­ходящиеся от компьютера на расстояниях от десятка метров до сотен, а то и тысяч километров, соединялись с компьютерами через телефонные сети с помощью модемов. Такие сети позволяли многочисленным поль­зователям получать удаленный доступ к разделяемым ресурсам несколь­ких мощных компьютеров класса супер-ЭВМ.

До недавнего времени во многих организациях, научно-исследова­тельских институтах и учебных заведениях (а в некоторых и до сих пор) основные вычислительные ресурсы обеспечивались именно такими вы­числительными машинами.

Настоящее образование первых вычислительных сетей связано с двумя факторами:

> наличием удаленных терминалов;

> появлением первых многозадачных операционных систем.

В результате появились центры телеобработки данных. По мере роста числа ЭВМ возникла необходимость в активном обмене данными между ЭВМ и вычислительными центрами, причем желательно по принципу «каждый с каждым». Кроме того, все острее вставал вопрос использова­ния одного и того же терминала для работы с разнотипными ЭВМ.

Решением проблемы и стало создание вычислительных сетей. В от­личие от более ранних систем телеобработки данных, жестко привязан­ных к конкретной аппаратуре, сетевые системы телеобработки стандар­тизировались для различных аппаратных и программных уровней, вслед­ствие чего исчезла проблема доступа с одного терминала к различным ЭВМ. В это время появилось понятие стандартного протокола передачи данных, а кроме этого, и понятие сетевого адреса, однозначно опреде­ляющего любой узел вычислительной сети.

Многозадачные операционные системы в отличие от многотерминальных позволяли не только рассредоточить пользователей, но и орга­низовать распределенное хранение и обработку данных между несколь­кими компьютерами, связанных линиями связи. Любая современная се­тевая операционная система, с одной стороны, выполняет все функции локальной операционной системы, а с другой стороны, обладает некото­рыми дополнительными средствами, позволяющими ей взаимодейство­вать по сети с операционными системами других компьютеров. Про­граммные модули, реализующие сетевые функции, появлялись в опера­ционных системах постепенно, по мере развития сетевых технологий, аппаратной базы компьютеров и возникновения новых задач, требующих сетевой обработки.

Хронологически первыми появились глобальные сети (Wide Area Networks, WAN), т. е. сети, объединяющие территориально рассредото­ченные компьютеры, находящиеся в различных городах и даже странах. Именно при построении глобальных сетей были впервые предложены и отработаны многие основные идеи и концепции современных вычисли­тельных сетей, такие, например, как многоуровневое построение комму­никационных протоколов, технология коммутации пакетов и маршрути­зация пакетов в составных сетях.

Впервые мысль о маршрутизации пакетов цифровых данных в круп­ных компьютерных сетях была высказана американцем Леонардом Клейнроком в 1961 г., а уже через год появилось предложение о создании огромной Galactic Network - «галактической сети», в которой пользова­тель мог получить доступ к данным из любого узла. Это предложение было высказано Джоном Ликлайдером, первым руководителем отдела компьютерных исследований в Управлении перспективных исследований и разработок Министерства обороны США (Defence Advanced Research Projects Agency, DARPA). И только в 1965 г. Ларри Роберте, исследова­тель из лаборатории Линкольна в Массачусетском технологическом ин­ституте, впервые организовал обмен пакетами данных между двумя ком­пьютерами.

В 1969 г. Министерство обороны США инициировало работы по объединению в общую сеть суперкомпьютеров оборонных и научно-исследова­тельских центров. Эта сеть, получившая название ARPANET, послужила отправной точкой для создания глобальной сети - Internet, историю развития которой рассмотрим отдельно. Сеть ARPANET объе­диняла компьютеры разных типов, работавшие над управлением различ­ных операционных систем с дополнительными модулями, реализующими коммуникационные протоколы, общие для всех компьютеров сети. Кро­ме этого, были разработаны средства обмена данными между компьюте­рами в автоматическом режиме. На основе этого механизма в первых се­тях были реализованы службы обмена файлами, электронной почты и другие службы, ставшие традиционными сетевыми службами.

В 1974 г. компания IBM объявила о создании собственной сетевой архитектуры для мейнфреймов, получившей название SNA (System Network Architecture, системная сетевая архитектура). Для этого периода развития вычислительных сетей весьма характерно то, что большинство производителей компьютеров и техники, связанной с ними, предлагали свои сетевые архитектуры. Этим объясняется множество различных сете­вых архитектур и протоколов передачи данных. Однако это обстоятель­ство послужило причиной разработки общих стандартов, отвечающих требованиям различных аппаратных платформ, предназначенных для объединения множества ЭВМ в вычислительные сети.

В 1976 г. произошло чрезвычайно важное событие: появился стан­дарт семейства протоколов Х.25, определяющий метод передачи данных в системах с коммутацией пакетов. Важность этого события обусловлена тем, что вплоть до массового распространения Internet именно сети Х.25 связывали ЭВМ в единое целое. Вместе с тем протокол Х.25 послужил основой и для широко используемого на сегодняшний день протокола Frame Relay (протокол передачи данных по виртуальным каналам, охва­тывающий два нижних уровня иерархии модели OSI - канальный и физический). Значительное влияние Х.25 было и при разработке техно­логии ATM (технология асинхронной передачи небольших пакетов данных фик­сированного размера). Особенность протокола Х.25 заключалась в использовании сложных процедур контроля и восстановления данных. Это было обу­словлено низким качеством низкоскоростных аналоговых каналов (пре­обладающий тип каналов связи в тот период), арендуемых у телефонных компаний для объединения ЭВМ в глобальные вычислительные сети и передачи данных по ним. Именно поэтому протоколы глобальных се­тей, ориентированные на передачу данных с использованием каналов связи низкого качества, отличаются от протоколов локальных сетей, которые появились несколько позже.

К середине 70-х г. сформировались понятия и были реализованы сети с детерминированным и произвольным доступом. Наиболее перспективны­ми в начале 70-х г. считались сети с детерминированным доступом, на­пример разработанная IBM технология Token Ring (сеть, функционирующая по принципу «маркерное кольцо»).

Системы с произвольным доступом считались менее перспективны­ми, пока в мае 1973 г. Боб Меткалф, работавший тогда в исследователь­ском центре PARC компании Xerox, не предложил для совместного ис­пользования принтеров усовершенствованную технологию, получившую впоследствии название «эфирной сети» - Ethernet. Технология Ethernet была запатентована фирмой Xerox в 1976 г., а автор технологии в 1978 г. основал компанию 3Com Corporation и уже в 1982 г. выпустил первый в мире серийный Ethernet-адаптер для компьютера Apple (адаптеры для шины ISA появились на полтора года позже). Немаловажным событием в области сетевых технологий было появление первого модема для пер­сональных компьютеров (Micromodem II, скорость передачи данных 300 бод (количество изменений состояния канала передачи данных за единицу времени), который был предложен компанией Hayes Microcomputer Products для компьютера Apple II.

В середине 80-х гг. были утверждены и общепризнанны стандартные технологии объединения компьютеров в сеть - Ethernet, Arcnet (attached resource computing network) - стандарт локальной сети, ос­нованный па принципе «маркерная шина», Token Ring, несколько позже - FDDI (fiber distributed data interface) - стандарт сетей, использующих опти­ческое волокно.

Все стандартные технологии локальных сетей использовали тот же принцип коммутации, который был с успехом опробован при передаче данных в глобальных компьютерных сетях, - принцип коммутации паке­тов. В этот период уровень сетевых технологий был уже достаточно вы­сок, что значительно упрощало процесс создания компьютерной сети. Так, для создания сети достаточно было приобрести сетевые адаптеры соответствующего стандарта, например Ethernet, стандартный кабель, присоединить адаптеры к кабелю стандартными разъемами и установить на компьютер одну из популярных сетевых операционных систем, на­пример Novell NetWare. После этого сеть начинала работать, и после­дующее присоединение каждого нового компьютера не вызывало ника­ких проблем - естественно, если на нем был установлен сетевой адаптер той же технологии.

Появление стандартов коммуникационных технологий для локаль­ных сетей позволило обеспечить совместимость сетевых операционных систем на нижних уровнях, а также стандартизировать взаимодействие операционной системы с драйверами сетевых адаптеров.

Рассматривая историю возникновения и развития вычислительных сетей нельзя не отметить роль персональных компьютеров в их развитии, поскольку появление персональных компьютеров послужило сильным толчком для бурного роста локальных сетей. Персональные компьютеры явились идеальными элементами для построения сетей. Во-первых, они обладали достаточной мощностью для работы сетевого программного обеспечения. Во-вторых, наличие множества персональных компьютеров объективно подталкивало разработчиков к объединению вычислитель­ных мощностей для решения сложных задач, а также разделения ресур­сов дорогих периферийных устройств (например, принтеров) и дисковых массивов. Поэтому персональные компьютеры стали активно использо­ваться в локальных сетях, причем не только в качестве клиентских ком­пьютеров, но и в качестве центров хранения и обработки данных, т. е. се­тевых серверов, потеснив с этих ролей мини-компьютеры и мейн-фреймы. С появлением персональных компьютеров вычислительные сети становятся по настоящему массовыми. Это обстоятельство оказало ог­ромное влияние на развитие сетевого программного обеспечения, по­скольку пользователями сетей были не только специалисты, а это потре­бовало разработки «дружественного» программного обеспечения.

Первая версия наиболее популярной операционной системы раннего этапа развития персональных компьютеров - MS-DOS компании Microsoft не предоставляла таких возможностей. Недостающие функции для MS-DOS и подобных ей операционных систем компенсировались внешними программами, предоставлявшими пользователю удобный графический интерфейс (например, Norton Commander) или средства тонко­го управления дисками (например, PC Tools). Наибольшее влияние на развитие программного обеспечения для персональных компьютеров оказала операционная среда Windows компании Microsoft, представляв­шая собой надстройку над MS-DOS.

Вместе с версией MS-DOS 3.1 в 1984 г. компания Microsoft выпусти­ла продукт Microsoft Networks, который обычно называют MS-NET.

В отличие от Microsoft разработчики Novell изначально уделили большое внимание созданию операционной системы со встроенными се­тевыми функциями. Сетевые операционные системы NetWare производ­ства Novell на долгое время стали эталоном производительности, надеж­ности и защищенности для локальных сетей.

В 1987 г. в результате совместных усилий Microsoft и IBM появилась первая многозадачная операционная система для персональных компью­теров с процессором Intel 80286, в полной мере использующая возможно­сти защищенного режима, - OS/2. Сетевые разработки компаний Microsoft и IBM привели к появлению протокола NetBIOS - очень попу­лярного протокола прикладного уровня для локальных сетей, нашедшего применение практически во всех сетевых операционных системах семей­ства Windows для персональных компьютеров.

В 90-е гг. практически все операционные системы, занимавшие за­метное место на рынке, стали сетевыми. Сетевые функции сегодня встраиваются в ядро операционной системы и являются его неотъемле­мой частью. Операционные системы получили средства для работы со всеми основными технологиями локальных (Ethernet, Fast Ethernet (быстрый Ethernet - скорость передачи данных до 100 Мбит/с), Gigabit Ethernet (новая версия стандарта Ethernet локальных сетей, под­держивает скорость передачи данных 1 Гбит/с , Token Ring, FDD1, ATM) и глобальных (Х.25, Frame relay, ISDN (Integrated Services Dtgitai Network) - цифровые сети с интеграцией услуг, используются для решения широкого класса задач, например для объеди­нения удаленных локальных сетей, доступа к глобальным компьютерным сетям, телефонии, передачи трафика, чувствительного к задержкам (видео, звук), а так­ же интеграции различных видов трафика), ATM) сетей, а также средства для создания составных сетей.

В период с середины и до конца 80-х гг. значительное развитие полу­чили локальные сети, что явилось следствием массового использования персональных компьютеров и соответственно возрастающего числа поль­зователей, нуждающихся в удаленном обмене данными. Характерной чертой этого периода является тенденция к внедрению готовых к ком­мерческому распространению сетевых технологий.

На этом фоне одна за другой появляются компании, ставшие вскоре лидерами сетевого рынка. В 1985 г. одно из подразделений PARC (исследовательский центр компании Xerox) было преобразовано в компанию SynOptics Communications для продвижения на рынок оптоволоконного варианта Ethernet. В 1986 г. появилась компа­ния Wellfleet Communications, специализирующаяся на производстве мощных отказоустойчивых сетевых устройств. Впоследствии эти компа­нии объединились, образовав Bay Networks - одну из трех крупнейших сетевых компаний эпохи расцвета локальных сетей. В эту «большую тройку», кроме Bay Networks и 3Com, входила еще и Cisco Systems (интересна история создания этой компании. В 1984 г. академическая семейная пара из Станфордского университета, Лен Босак и Сэнди Лернер, обнаружила, что не может общаться по университетской сети, поскольку супруги на­ходились в разных подсетях. Это настолько задело ученых, что они начали ак­тивно разрабатывать вопросы межсетевого взаимодействия и менее чем за год возник будущий сетевой гигант).

В 1985 г. независимым Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IЕЕ (институт инженеров по радиотехнике и электронике - междуна­родная организация профессионалов в области инженерных разработок и элек­троники. С 1980 г. в рамках этого института функционирует комитет 802 (номер комитета 802 образован из года (1980-80) и месяца (февраль-2) его создания, пе­речень стандартов этого комитета приведен в прил. 1), задача которого - разра­ботка комплекта стандартов построения вычислительных сетей) принимается окончательный стандарт Ethernet на толстом коаксиальном кабеле IEEE 802.3 (10Вазе-5 (в названии стандарта заложены характеристики сети, так 10Base-5 означает сеть Ethernet со скоростью передачи данных 10 Мбит/с (10 в названии стандарта) на расстояние между узлами до 500 м (5 в названии стандарта), а в 1989 г. в дополнении IЕЕЕ 802.3а описывается работа но тонкому коаксиально­му кабелю (10Base-2).

Параллельно с развитием стандарта Ethernet идет развитие другого стандарта - Token Ring («маркерное кольцо»), продвигаемого компанией IBМ. В 1988 г. сети Token Ring позволяли передавать данные со скоро­стью от 4 до 16 Мбит/с, что, очевидно, больше, чем самый быстрый из стандартов Ethernet серии 10 Base-X.

К началу 90-х гг. многие специалисты считали, что мир сетей сфор­мировался, поскольку ведущие сетевые технологии, протоколы и разно­образные подходы к созданию сетей были отработаны, более того, суще­ствовавшие тогда ведущие сетевые компании приступили к завоеванию рынка, но оказалось, что все только начинается. И основной причиной последующего бурного развития вычислительных сетей, без сомнения, можно считать распространение глобальной сети Internet.

В самом начале 90-х гг. стандарт IEEE S02.3i определил, как переда­вать пакеты Ethernet по витой, паре (10Base-T). При этом появляется новое устройство - Ethemet-концентратор. что в сочетании с переходом к сетям на витой паре позволило избавиться от принципиальной неустойчивости сетей на коаксиальном кабеле, поскольку неисправность любого сетевого интерфейса (сетевая плата) или обрыв кабеля приводили в неработоспо­собное состояние всю сеть. Другим заметным событием начала 90-х гг. было принятие стандарта IEEE 802.Id, вводившего понятие Ethernet-моста (мост - элемент составной сети (две и более подсети), соединяющий два ее сегмента, функционирующих в том числе и по разным протоколам). Мосты использовались для обеспечения взаимодействия между различными локальными сетями. Внедрение в жизнь концентраторов и мостов происходило стремительно, настолько они оказались востре­бованными, что уже через два-три года появляются коммутаторы (многопортовый мост) и двухуровневые сети, где компьютеры в рамках одной рабочей группы объединяются через концентратор, а сами концентраторы через мосты подключаются к обшей корпоративной магистрали.

Следующий этап развития вычислительных сетей связан именно с появлением коммутаторов, объединяющих множество мостов и соот­ветственно обеспечивающих обмен данными между множеством сетей. С появлением коммутаторов разрабатывается технология «магистраль в точке», являющаяся одной из определяющих при создании современ­ных корпоративных сетей.

Столь стремительное укрупнение локальных сетей и, как следствие, возрастание объемов передаваемых данных предъявляло новые требова­ния к пропускной способности каналов связи. В 1993 г. разрабатывается стандарт IEEE 802.3J, определяющий порядок передачи данных в сетях Ethernet по оптическому волокну (10Base-FL).

Последующее развитие вычислительных сетей было подчинено одной главной цели - повышению скорости передачи данных.

В 1992 г. начинающая компания Grand Junction потрясла весь мир се­тей, предложив схему, позволяющую, передавать данные в сетях Ethernet со скоростью 100 Мбит/с, причем технология передачи данных была полностью совместима с предыдущими технологиями класса Ethernet. Почти 3 года понадобилось комитету 802.3 IEEE для утверждения новой спецификации 1OOBase-X (стандарт IEEE 802.3u, сети 100Base-TX, I00Base-T4 и 100Base-FX). Данная сетевая технология была настолько удачной и востребованной, что поставки оборудования начались до утверждения упомянутого стандарта комитетом 802.3 IEEE. Сети, реали­зующие стандарт 100Base-X, получили название Fast Ethernet.

О жесткой конкуренции на рынке сетевых технологий, о которой ра­нее упоминалось, свидетельствует тот факт, что, как только разработки компании Grand Junction были стандартизированы, она тут же была «по­глощена» одним из сетевых гигантов - Cisco Systems.

Весьма примечательно, что сразу после выхода стандарта Fast Ether­net компании Compaq, 3Com a Sun Microsystems заявили о принципиаль­ной возможности доведения скорости Ethernet до 1 Гбит/с и использова­ния такой технологии в качестве магистральной для сетей следующего поколения.

Так и произошло; в конце 90-х (в 1998 г. принят первый стандарт Gigabit Ethernet IEEE SO2.3z для работы по экранированной витой паре (1000Base-CX) и оптоволокну на небольших рас­стояниях (]00QBase-SX). В 1999 г. появилась версия стандарта ШЕЕ 802.ЗаЬ для сетей с неэкранированной витой парой (10Q0Base-T) на расстояниях до 100 м) подкомитет ГЕЕЕ 802.3 утверждает новую спецификацию 1000Base-X со скоростью передачи данных. 1000 Мбит/с. Сети с технологией 1000Base-X получили название Gigabit Ethernet.

Таким образом, конец 90-х гг. выявил явного лидера среди техноло­гий локальных сетей - семейство сетей Ethernet, в которое вошли класси­ческая технология Ethernet 10 Мбит/с, а также Fast Ethernet 100 Мбит/с и Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с. Простые алгоритмы работы предопреде­лили низкую стоимость оборудования Ethernet. Широкий диапазон ие­рархии скоростей позволяет рационально строить локальную сеть, при­меняя ту технологию, которая в наибольшей степени отвечает задачам предприятия и потребностям пользователей. Важно также, что все техно­логии Ethernet очень близки друг другу по принципам работы, что упро­щает обслуживание и интеграцию построенных на их основе сетей.

Современный этап развития сетевых технологий во многом связан с беспроводными сетями. Нестандартные решения такого типа были оп­робованы в начале 70-х гг. Первая сеть радио-Ethernet объединила ком­пьютеры Гавайского университета на четырех островах.

Несмотря на это, первый стандарт в этой области, ШЕЕ 802.11, был принят только в 1997 г. В течение нескольких лет после принятия стан­дарта из-за высокой стоимости оборудования беспроводные сети были слишком дорогими для повсеместного использования и применялись только в тех случаях, когда других вариантов не оставалось. Но к 2000 г. ситуация резко изменилась и беспроводные сети стали развиваться все интенсивнее. Достаточно отметить, что обязательным элементом передо­вой технологии мобильных компьютеров компании Intel - Centrino явля­ется наличие сетевого адаптера стандарта ТЕЕЕ 802.11.

На этом изложение истории вычислительных сетей может быть за­вершено, поскольку широкомасштабное применение беспроводных вы­числительных сетей в России - это вопрос не истории, а настоящего и даже более того - будущего.

Охватывая всю историю развития вычислительных сетей, можно отметить, что первоначально потребность в вычислительных сетях была обусловлена необходимостью передачи данных на большие расстояния, поэтому первыми полноценными сетями были глобальные сети. Впо­следствии, с появлением персональных компьютеров, отработанные тех­нологии передачи данных в глобальных сетях были стремительно реали­зованы и улучшены в локальных сетях. В свою очередь, развитие локаль­ных сетей дало новый толчок к развитию инфраструктуры глобальных сетей, и в первую очередь главной мировой сети - Internet.

Знание истории развития вычислительных сетей позволяет глубже понять изучаемую предметную область, объясняет преимущества ис­пользуемых в настоящем решений и технологий и, самое главное, являет­ся одной из направляющих при разработке и исследовании будущих тех­нологий.

Вопросы для самопроверки

1. Какие ключевые этапы а истории сетевых технологий являются наи­более значимыми?

2. В каком году появился стандарт Х.25?

3. Что было определяющим в 90-х гг. XX в. для развития вычислитель­ных сетей?

4. Относится ли к сетям с детерминированным доступом архитектура Token Ring?

5. В каком году был образован комитет 802 института ШЕЕ? Каковы его функции?

6. Когда впервые были начаты эксперименты по созданию беспровод­ных сетей?

7. Относится ли к многозадачным операционным системам OS/2?

8. Кто и когда предложил сетевую технологию Ethernet?

9. Какая из разновидностей сетевых технологий Ethernet обеспечивает скорость передачи данных до ] 00 Мбит/с?

10. В каком году появилась первая многозадачная операционная система OS/2?

Дата добавления: 2014-09-29; просмотров: 1116; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!