Что послужило причиной создания компьютерных сетей

Обновлено: 03.07.2024

Компьютерные сети — одно из величайших открытий нашего времени. Задолго до того, как Интернет стал частью нашей повседневной жизни, инженеры и ученые работали над подключением компьютеров друг к другу. Работа, которую они проделали, установила наше текущее состояние сети. Если вы плохо знакомы с сетевыми кабелями, неплохо было бы просмотреть историю, чтобы понять, как мы пришли к тому, что имеем сейчас.

Рождение первой компьютерной сети

История современных сетей компьютеров и устройств восходит к 1969 году, когда ARPANET (сеть Агентства перспективных исследовательских проектов) стала первой подключенной компьютерной сетью. Он реализовал набор протоколов TCP/IP, который позже стал Интернетом. ARPANET была разработана Агентством перспективных исследовательских проектов (ARPA), подразделением Министерства обороны США. Почему Министерству обороны понадобилось разрабатывать сетевые компьютеры? Холодная война, конечно! Цель ARPANET состояла в том, чтобы сохранить линии связи открытыми, если США и СССР решат обменяться ядерными устройствами.

ARPANET произвела революцию в средствах связи, используя коммутацию пакетов вместо прямых подключений. Данные, которые передаются через систему коммутации пакетов, форматируются в пакеты с адресом машины-получателя, а затем отправляются в сеть и принимаются следующей машиной. Адрес в протоколе сообщает машине, куда отправить пакет. Таким образом, информация достигнет места назначения, даже если между двумя компьютерами нет прямого соединения.

Несмотря на необходимость прямых соединений между машинами для связи, система ARPANET по-прежнему полагалась на телефонные линии. Первоначально это была сеть из четырех узлов между университетскими компьютерами в Стэнфорде, Университете штата Юта, Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, но в 1972 году она расширилась до 40 компьютеров.

Компьютерная сеть с присоединенными ресурсами (ARCNET)

В 1986 году корпорация Datapoint разработала ARCNET, протокол связи для локальных сетей (LAN). Это была первая общедоступная сетевая система, которая широко использовалась в 1980-х годах для автоматизации делопроизводства. В отличие от других компьютерных систем, которые требовали, чтобы все объединенные в сеть компьютеры были однородными, ARCNET была первым решением, в котором не делалось предположений о том, почему типы компьютеров будут соединены. Скорость ARCNET была ограничена 2,5 Мбит/с, и, хотя она была популярна во время своего правления, она была менее надежной и менее гибкой, чем другие системы, особенно Ethernet.

Token Ring и топология сети

Пример сети Token Ring

Пример сети Token Ring

В 1980-х годах протоколы Token Ring стали более популярными, главным образом в ответ IBM на открытость нового протокола Ethernet. Эта конфигурация локальной сети (LAN) соединяет все компьютеры в кольцо или звезду, в которой данные передаются от хоста к хосту. Этот протокол предотвращает коллизии информационных пакетов в сети, гарантируя, что только хост, у которого есть токен, может отправлять данные, а токены освобождаются только после подтверждения получения данных.

Технология IBM Token Ring была запущена в октябре 1985 года и работала на скорости 4 Мбит/с. Физическая топология «звезда» была проложена по экранированной витой паре и стала основой для стандарта ANSI/IEE 802.5. В конце концов Token Ring со скоростью 16 Мбит / с был стандартизирован и увеличился до 100 Мбит / с незадолго до конца своего существования. Многие ученые утверждали, что локальные сети Token Ring лучше, чем Ethernet, который был недавно разработан. Однако Ethernet предоставил более экономичные методы организации сети, благодаря которым коммерческие системы Token Ring практически исчезли к 2000-м годам.

Распределенный оптоволоконный интерфейс

Оптоволоконный распределенный интерфейс данных (FDDI) использует оптическое волокно для передачи данных в локальной сети. Он предлагал скорость до 100 Мбит/с, выбивая ARCNET из воды. FDDI представляет собой сеть токенов на основе кольца, но использует протокол, производный от протокола синхронизированных токенов шины маркеров IEEE 802.4, в отличие от протокола IEEE 802.5. Сеть также может охватывать большой радиус действия, до 120 миль.

FDDI и его более поздний аналог из меди, CDDI, были популярны в 1990-х годах, когда Ethernet был еще молод и мог обеспечивать только 10 Мбит/с. Но большинство систем FDDI были полностью заменены Ethernet с момента появления более быстрого и менее дорогого Gigabit Ethernet в 1998 году.

Расцвет Ethernet

Ethernet был разработан в 1973 году Бобом Меткалфом из Xerox PARC и не был запатентован до 1975 года. На разработку открытого стандарта Ethernet ушло еще пять лет, и в 1983 году он был стандартизирован как IEEE 802.3. Первая система Ethernet использовала коаксиальный кабель в качестве общей среды и начиналась со скорости 2,94 Мбит/с.Со временем Ethernet перешел на витую пару или оптоволокно, а также на коммутаторы, что позволило увеличить скорость, которая в настоящее время составляет 40 Гбит/с.

Ethernet представлял собой более дешевую альтернативу многим предыдущим сетевым стандартам, особенно благодаря адаптации к новым типам кабелей, таким как витая пара и оптоволоконные кабели. Другие стандарты ограничивались типами кабелей, которые они могли использовать. Поскольку Ethernet работал на протоколе с открытым исходным кодом, а не на проприетарном, его также было проще реализовать. В настоящее время Ethernet используется повсеместно и считается одним из основных компонентов Интернета в том виде, в каком мы его знаем.

Использование кабелей Ethernet сейчас

Поскольку Ethernet — это протокол, а не тип кабеля, существует множество различных типов кабелей Ethernet. Вы можете выбрать оптоволоконную версию для подключения к сети на большом расстоянии. Если вам требуется питание через Ethernet (PoE), то требуется медь. Подробнее о оптоволокне и меди читайте здесь. Вы можете выбрать кабель Cat6 вместо Cat5e для большей скорости или наоборот из соображений цены.

Каковы бы ни были ваши потребности, у компании trueCable есть кабель Ethernet и опыт, которые помогут вам выбрать правильную настройку для вашей сети, будь то дома или в офисе. Свяжитесь с нами сегодня для получения дополнительной информации!

trueCABLE представляет информацию на нашем веб-сайте, включая блог «Cable Academy» и поддержку в чате, в качестве услуги для наших клиентов и других посетителей нашего веб-сайта в соответствии с положениями и условиями нашего веб-сайта. Хотя информация на этом веб-сайте касается сетей передачи данных и проблем с электричеством, она не является профессиональным советом, и вы можете полагаться на такие материалы на свой страх и риск.

Компьютерные сети — одно из величайших открытий нашего времени. Задолго до того, как Интернет стал частью нашей повседневной жизни, инженеры и ученые работали над подключением компьютеров друг к другу. Работа, которую они проделали, установила наше текущее состояние сети. Если вы плохо знакомы с сетевыми кабелями, неплохо было бы просмотреть историю, чтобы понять, как мы пришли к тому, что имеем сейчас.

Рождение первой компьютерной сети

История современных сетей компьютеров и устройств восходит к 1969 году, когда ARPANET (сеть Агентства перспективных исследовательских проектов) стала первой подключенной компьютерной сетью. Он реализовал набор протоколов TCP/IP, который позже стал Интернетом. ARPANET была разработана Агентством перспективных исследовательских проектов (ARPA), подразделением Министерства обороны США. Почему Министерству обороны понадобилось разрабатывать сетевые компьютеры? Холодная война, конечно! Цель ARPANET состояла в том, чтобы сохранить линии связи открытыми, если США и СССР решат обменяться ядерными устройствами.

ARPANET произвела революцию в средствах связи, используя коммутацию пакетов вместо прямых подключений. Данные, которые передаются через систему коммутации пакетов, форматируются в пакеты с адресом машины-получателя, а затем отправляются в сеть и принимаются следующей машиной. Адрес в протоколе сообщает машине, куда отправить пакет. Таким образом, информация достигнет места назначения, даже если между двумя компьютерами нет прямого соединения.

Несмотря на необходимость прямых соединений между машинами для связи, система ARPANET по-прежнему полагалась на телефонные линии. Первоначально это была сеть из четырех узлов между университетскими компьютерами в Стэнфорде, Университете штата Юта, Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, но в 1972 году она расширилась до 40 компьютеров.

Компьютерная сеть с присоединенными ресурсами (ARCNET)

В 1986 году корпорация Datapoint разработала ARCNET, протокол связи для локальных сетей (LAN). Это была первая общедоступная сетевая система, которая широко использовалась в 1980-х годах для автоматизации делопроизводства. В отличие от других компьютерных систем, которые требовали, чтобы все объединенные в сеть компьютеры были однородными, ARCNET была первым решением, в котором не делалось предположений о том, почему типы компьютеров будут соединены. Скорость ARCNET была ограничена 2,5 Мбит/с, и, хотя она была популярна во время своего правления, она была менее надежной и менее гибкой, чем другие системы, особенно Ethernet.

Token Ring и топология сети

Пример сети Token Ring

Пример сети Token Ring

В 1980-х годах протоколы Token Ring стали более популярными, главным образом в ответ IBM на открытость нового протокола Ethernet. Эта конфигурация локальной сети (LAN) соединяет все компьютеры в кольцо или звезду, в которой данные передаются от хоста к хосту. Этот протокол предотвращает коллизии информационных пакетов в сети, гарантируя, что только хост, у которого есть токен, может отправлять данные, а токены освобождаются только после подтверждения получения данных.

Технология IBM Token Ring была запущена в октябре 1985 года и работала на скорости 4 Мбит/с.Физическая топология «звезда» была проложена по экранированной витой паре и стала основой для стандарта ANSI/IEE 802.5. В конце концов Token Ring со скоростью 16 Мбит / с был стандартизирован и увеличился до 100 Мбит / с незадолго до конца своего существования. Многие ученые утверждали, что локальные сети Token Ring лучше, чем Ethernet, который был недавно разработан. Однако Ethernet предоставил более экономичные методы организации сети, благодаря которым коммерческие системы Token Ring практически исчезли к 2000-м годам.

Распределенный оптоволоконный интерфейс

Оптоволоконный распределенный интерфейс данных (FDDI) использует оптическое волокно для передачи данных в локальной сети. Он предлагал скорость до 100 Мбит/с, выбивая ARCNET из воды. FDDI представляет собой сеть токенов на основе кольца, но использует протокол, производный от протокола синхронизированных токенов шины маркеров IEEE 802.4, в отличие от протокола IEEE 802.5. Сеть также может охватывать большой радиус действия, до 120 миль.

FDDI и его более поздний аналог из меди, CDDI, были популярны в 1990-х годах, когда Ethernet был еще молод и мог обеспечивать только 10 Мбит/с. Но большинство систем FDDI были полностью заменены Ethernet с момента появления более быстрого и менее дорогого Gigabit Ethernet в 1998 году.

Расцвет Ethernet

Ethernet был разработан в 1973 году Бобом Меткалфом из Xerox PARC и не был запатентован до 1975 года. На разработку открытого стандарта Ethernet ушло еще пять лет, и в 1983 году он был стандартизирован как IEEE 802.3. Первая система Ethernet использовала коаксиальный кабель в качестве общей среды и начиналась со скорости 2,94 Мбит/с. Со временем Ethernet перешел на витую пару или оптоволокно, а также на коммутаторы, что позволило увеличить скорость, которая в настоящее время составляет 40 Гбит/с.

Ethernet представлял собой более дешевую альтернативу многим предыдущим сетевым стандартам, особенно благодаря адаптации к новым типам кабелей, таким как витая пара и оптоволоконные кабели. Другие стандарты ограничивались типами кабелей, которые они могли использовать. Поскольку Ethernet работал на протоколе с открытым исходным кодом, а не на проприетарном, его также было проще реализовать. В настоящее время Ethernet используется повсеместно и считается одним из основных компонентов Интернета в том виде, в каком мы его знаем.

Использование кабелей Ethernet сейчас

Поскольку Ethernet — это протокол, а не тип кабеля, существует множество различных типов кабелей Ethernet. Вы можете выбрать оптоволоконную версию для подключения к сети на большом расстоянии. Если вам требуется питание через Ethernet (PoE), то требуется медь. Подробнее о оптоволокне и меди читайте здесь. Вы можете выбрать кабель Cat6 вместо Cat5e для большей скорости или наоборот из соображений цены.

Каковы бы ни были ваши потребности, у компании trueCable есть кабель Ethernet и опыт, которые помогут вам выбрать правильную настройку для вашей сети, будь то дома или в офисе. Свяжитесь с нами сегодня для получения дополнительной информации!

trueCABLE представляет информацию на нашем веб-сайте, включая блог «Cable Academy» и поддержку в чате, в качестве услуги для наших клиентов и других посетителей нашего веб-сайта в соответствии с положениями и условиями нашего веб-сайта. Хотя информация на этом веб-сайте касается сетей передачи данных и проблем с электричеством, она не является профессиональным советом, и вы можете полагаться на такие материалы на свой страх и риск.

ARPANET — Сеть Агентства перспективных исследовательских проектов — дедушкой Интернета была сеть, созданная Министерством обороны США (DOD). Работа по созданию сети началась в начале 1960-х годов, и Министерство обороны спонсировало крупную исследовательскую работу, в результате которой были разработаны первоначальные протоколы, языки и платформы для сетевого взаимодействия.

У него было четыре узла в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA), Стэнфордском научно-исследовательском институте (SRI), Калифорнийском университете в Санта-Барбаре (UCSB) и Университете Юты. 29 октября 1969 года состоялся обмен первым сообщением между Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе и SRI. Электронная почта была создана Роем Томлинсоном в 1972 году в Bolt Beranek and Newman, Inc. (BBN) после того, как Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе присоединился к BBN.

ARPANET

Интернет

ARPANET расширился, чтобы соединить Министерство обороны США с теми университетами США, которые проводили исследования, связанные с обороной. Он охватил большинство крупных университетов по всей стране. Концепция сети получила развитие, когда Университетский колледж Лондона (Великобритания) и Королевская радиолокационная сеть (Норвегия) подключились к ARPANET, и была сформирована сеть сетей.

Термин "Интернет" был придуман Винтоном Серфом, Йогеном Далалом и Карлом Саншайном из Стэнфордского университета для описания этой сети сетей. Вместе они также разработали протоколы для облегчения обмена информацией через Интернет. Протокол управления передачей (TCP) по-прежнему составляет основу сети.

Теленет

Telenet был первой коммерческой адаптацией ARPANET, представленной в 1974 году.Вместе с этим была введена концепция интернет-провайдера (ISP). Основная функция интернет-провайдера – обеспечить бесперебойное подключение к Интернету для своих клиентов по доступным ценам.

Всемирная паутина

По мере коммерциализации Интернета в разных частях мира возникало все больше и больше сетей. Каждая сеть использовала разные протоколы для связи по сети. Это мешало беспрепятственному соединению разных сетей. В 1980-х годах Тим Бернерс-Ли возглавил группу ученых-компьютерщиков в ЦЕРНе, Швейцария, для создания цельной сети различных сетей, названной Всемирной паутиной (WWW).

Всемирная паутина

Всемирная паутина – это сложная сеть веб-сайтов и веб-страниц, связанных друг с другом посредством гипертекста. Гипертекст — это слово или группа слов, ссылающиеся на другую веб-страницу того же или другого веб-сайта. При нажатии на гипертекст открывается другая веб-страница.

Эволюция от ARPANET к WWW стала возможной благодаря множеству новых достижений исследователей и специалистов по информатике во всем мире. Вот некоторые из этих разработок —

Агентство перспективных исследовательских проектов создано США

ARPANET заработал

ARPANET подключен к BBN

Рой Томлинсон разрабатывает сетевые сообщения или электронную почту. Символ @ означает «в»

APRANET подключен к Королевской радиолокационной сети Норвегии

Термин Интернет придуман

Одобрено первое коммерческое использование ARPANET, Telenet

TCP/IP введен в качестве стандартного протокола в ARPANET

Введена система доменных имен

Национальный научный фонд предоставляет возможность подключения большему количеству людей с помощью своей программы NSFNET

Введение
Цифровая сеть, которая обеспечивает совместное использование ресурсов между двумя узлами, называется компьютерной сетью. В компьютерной сети несколько компьютеров соединяются друг с другом для обмена данными или информацией. Компьютерная сеть может быть установлена ​​как через кабель, так и через беспроводную среду. В настоящее время компьютерные сети поддерживают различные приложения, такие как Всемирная паутина, цифровое аудио, цифровое видео и т. д.

История
Леонард Клейнрок в 1961 году предложил идею ARPANET (одной из старейших компьютерных сетей) в своей статье под названием «Информационный поток в больших коммуникационных сетях». В то время телефонная сеть была самой влиятельной сетью на земном шаре. В телефонной сети информация передавалась от отправителя к получателю с помощью коммутации каналов. По мере того, как компьютеры приобретали все большее значение и стоили дорого, необходимо было подключить эти компьютеры для совместного использования с пользователями, находящимися в разных географических точках.

Не зная о других, три исследовательские группы из разных частей мира начали изобретать концепцию коммутации пакетов в качестве альтернативы коммутации каналов. Леонард Клейнрок опубликовал первую работу о способах коммутации пакетов. Для загруженных источников трафика работа Клейнрока элегантно продемонстрировала эффективность подхода с коммутацией пакетов с использованием теории очередей. В Институте Рэнда Пол Бэран в то же время начал исследовать использование коммутации пакетов для безопасной передачи голоса по военным сетям. Между тем, идеи коммутации пакетов также разрабатывались в Национальной физической лаборатории в Англии Дональдом Дэвисом и Роджером Скантлбери.

В 1969 году коммутация пакетов впервые использовалась сетью ARPANET. ARPANET начала разрабатываться в 1966 году, и UCLA и SRI были первыми двумя узлами, которые были подключены к официальному запуску ARPANET в 1969 году. протоколы и процедуры. Каждый RFC имеет уникальный номер, которому предшествуют буквы «RFC». Первый IMP (процессор интерфейсных сообщений) и сетевой коммутатор были отправлены в Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе 29 августа 1969 года. С его помощью была отправлена ​​​​первая передача данных по ARPANET. Официально Интернет зародился, когда 29 октября 1969 года произошла первая передача данных между Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе и SRI.

В 1973 году, когда официально была представлена ​​технология VoIP (передача голоса по Интернет-протоколу) и ее возможности, был сделан тестовый вызов VoIP. Первое программное обеспечение, позволяющее пользователям совершать такие вызовы, не было доступно до 1995 года. В 1974 году в Xerox использовались первые маршрутизаторы, но они не считались настоящими IP-маршрутизаторами. Шлюзовые устройства, интерфейсный процессор сообщений, используемый в ARPANET, положили начало прорыву в компьютерных сетях. В 80-х годах Билл Йегер, исследователь из Стэнфордского университета, разработал многопротокольный маршрутизатор. Коммерческие последствия этой технологии маршрутизатора были реализованы ИТ-специалистами Стэнфордского университета Леонардом Босаком и Сэнди Лернер. Леонард и Сэнди разработали переработанную версию маршрутизатора Йегера, что привело к созданию компании Cisco Systems в 1984 году.

Роберт Меткалф и Дэвид Боггс создали первый прототип Ethernet для передачи данных со скоростью 2,94 Мбит/с в исследовательском центре Xerox в Пало-Альто, Калифорния, в 1973 году. Ethernet был запатентован компанией Xerox в 1975 году после проведения дополнительных испытаний. С целью продвижения технологии для массового потребления в 1979 году IEEE создала комитет по стандартам. Количество устройств, которые можно было подключить к локальной сети и оставаться в рабочем состоянии, было ограничено, поскольку технологии Ethernet работали с использованием носителей CSMA/CD. контроль доступа. Концепция виртуальной локальной сети или VLAN была разработана в конце 1980-х — начале 1990-х годов для решения проблемы увеличения широковещательного трафика в локальных сетях с большим количеством подключенных устройств. Эта технология может логически разделить одну локальную сеть с одним широковещательным доменом на две или более логических локальных сетей, каждая со своим собственным широковещательным доменом. Стандарт IEEE 802.1Q был представлен для стандартизации сетей VLAN и объединения нескольких сетей VLAN по каналам восходящей сети.

У нас мало информации об изобретении брандмауэра, поскольку он был первой линией защиты в корпоративных сетях на протяжении большей части трех десятилетий. Первоначальные брандмауэры не сохраняли состояние, что означало необходимость создания правил контроля доступа в обоих направлениях. Современный брандмауэр с отслеживанием состояния, который используется до сих пор, был изобретен компанией Check Point Software Technologies, основанной в 1993 году. Сетевой брандмауэр Check Point привел к появлению целого рынка сетевых инструментов и устройств, ориентированных исключительно на защиту и целостность данных при их передаче через доверенные и ненадежные сети.

Технология 802.11, широко известная как Wi-Fi, почти наверняка имела огромный успех, несмотря ни на что. Стив Джобс из Apple сыграл жизненно важную роль в том, чтобы беспроводные технологии очень быстро стали популярными. Стив представил оригинальные беспроводные технологии iBook и Airport на конференции Macworld 1999. Среди множества инноваций iBook в области вычислительной техники самой главной стала возможность легкого подключения к сети с помощью Wi-Fi.


Разделы 1.1-1.8 представили обзор технологии компьютерных сетей и Интернета. Теперь вы должны знать достаточно, чтобы произвести впечатление на свою семью и друзей. Однако, если вы действительно хотите добиться успеха на следующей коктейльной вечеринке, вам следует посыпать свое выступление лакомыми кусочками увлекательной истории Интернета.

1961–1972: разработка и демонстрация первых принципов коммутации пакетов

Область компьютерных сетей и современный Интернет восходят к началу 1960-х годов, когда телефонная сеть была доминирующей коммуникационной сетью в мире. Вспомним из раздела 1.3, что телефонная сеть использует коммутацию каналов для передачи информации от отправителя к получателю — правильный выбор, учитывая, что голос передается с постоянной скоростью между отправителем и получателем. Учитывая растущую важность (и высокую стоимость) компьютеров в начале 1960-х годов и появление компьютеров с разделением времени, возможно, было естественным (по крайней мере, задним числом!) рассмотреть вопрос о том, как соединить компьютеры вместе, чтобы их можно было использовать совместно. среди географически распределенных пользователей. Трафик, генерируемый такими пользователями, скорее всего, был «импульсным» — периоды активности, например отправка команды на удаленный компьютер, сменялись периодами бездействия в ожидании ответа или при обдумывании полученного ответа.< /p>

Три исследовательские группы по всему миру, не зная о работе других [Leiner 98], начали изобретать понятие коммутации пакетов как эффективной и надежной альтернативы коммутации каналов. Первой опубликованной работой по методам коммутации пакетов была работа Леонарда Клейнрока [Kleinrock 1961, Kleinrock 1964], в то время аспиранта Массачусетского технологического института. Используя теорию очередей, работа Клейнрока изящно продемонстрировала эффективность подхода с коммутацией пакетов для импульсных источников трафика. В то же время Пол Бэран из Института Рэнда начал исследовать использование пакетной коммутации для безопасной передачи голоса по военным сетям [Баран, 1964], а в Национальной физической лаборатории в Англии Дональд Дэвис и Роджер Скантлбери также разрабатывали свои идеи по коммутация пакетов.

Работы в Массачусетском технологическом институте, Rand и NPL заложили основы современного Интернета. Но у Интернета также есть долгая история позиции «Давайте создадим и продемонстрируем», которая также восходит к началу 1960-х годов. Дж. К. Р. Ликлайдер [DEC 1990] и Лоуренс Робертс, оба коллеги Кляйнрока по Массачусетскому технологическому институту, впоследствии возглавили программу компьютерных наук в Агентстве перспективных исследований (ARPA) в США. Робертс [Roberts 67] опубликовал общий план так называемой ARPAnet [Roberts 1967], первой компьютерной сети с коммутацией пакетов и прямого предка сегодняшнего общедоступного Интернета.Ранние пакетные коммутаторы были известны как интерфейсные процессоры сообщений (IMP), и контракт на создание этих коммутаторов был заключен с BBN. В День труда 1969 года первый IMP был установлен в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, а вскоре после этого были установлены еще три IMP в Стэнфордском исследовательском институте, Калифорнийском университете в Санта-Барбаре и Университете Юты. К концу 1969 года предшественником Интернета было четыре узла. Клейнрок вспоминает самое первое использование сети для выполнения удаленного входа из Калифорнийского университета в Лос-Анджелес в SRI, что привело к сбою системы [Kleinrock 1998].
Рис. 1.9-1: Первый процессор сообщений Интернета (IMP) с Л. Клейнроком

К 1972 году сеть ARPAnet разрослась примерно до 15 узлов, и ее первая публичная демонстрация была проведена Робертом Каном на Международной конференции по компьютерным коммуникациям 1972 года. Был завершен первый межхостовой протокол между конечными системами ARPAnet, известный как протокол управления сетью (NCP) [RFC 001]. Благодаря доступному сквозному протоколу теперь можно было писать приложения. Первая программа электронной почты была написана Рэем Томлинсоном из BBN в 1972 году.

1972–1980 годы: работа в Интернете, новые частные сети

Первоначальная сеть ARPAnet была одиночной закрытой сетью. Чтобы общаться с хостом ARPAnet, нужно было фактически подключиться к другому IMP ARPAnet. В начале-середине 1970-х появились дополнительные сети с коммутацией пакетов помимо ARPAnet; ALOHAnet, спутниковая сеть, связывающая университеты на Гавайских островах [Abramson 1972]; Telenet, коммерческая сеть коммутации пакетов BBN, основанная на технологии ARPAnet; Тимнет; и Transpac, французская сеть с коммутацией пакетов. Количество сетей начало расти. В 1973 году в докторской диссертации Роберта Меткалфа был изложен принцип Ethernet, что впоследствии привело к огромному росту так называемых локальных вычислительных сетей (ЛВС), которые работали на небольшом расстоянии на основе протокола Ethernet.

  • минимализм, автономия: сеть должна иметь возможность работать самостоятельно, без внутренних изменений, необходимых для ее объединения с другими сетями;
  • Самое лучшее обслуживание: объединённые сети будут обеспечивать лучшее, сквозное обслуживание. Если требуется надежная связь, это можно сделать путем повторной передачи потерянных сообщений с хоста-отправителя;
  • маршрутизаторы без сохранения состояния: маршрутизаторы в объединённых сетях не будут поддерживать состояние потока для любого текущего соединения
  • децентрализованный контроль: не будет глобального контроля над объединенными в сеть сетями.

Эти архитектурные принципы были воплощены в протоколе TCP. Однако ранние версии TCP сильно отличались от сегодняшнего TCP. Ранние версии TCP сочетали надежную последовательную доставку данных через ретрансляцию конечной системы (все еще часть сегодняшнего TCP) с функциями пересылки (которые сегодня выполняются IP). Ранние эксперименты с TCP в сочетании с признанием важности ненадежной, неуправляемой потоком конечной транспортной службы для приложений, таких как пакетная передача голоса, привели к отделению IP от TCP и развитию протокола UDP. Три основных интернет-протокола, которые мы видим сегодня, — TCP, UDP и IP — были концептуально созданы к концу 1970-х годов.

Помимо исследований DARPA, связанных с Интернетом, проводилось много других важных сетевых мероприятий. На Гавайях Норман Абрамсон разрабатывал ALOHAnet, пакетную радиосеть, которая позволяла нескольким удаленным узлам на Гавайских островах связываться друг с другом. Протокол ALOHA [Abramson 1970] был первым так называемым протоколом множественного доступа, позволяющим географически распределенным пользователям совместно использовать единую широковещательную коммуникационную среду (радиочастоту). Работа Абрамсона над протоколами множественного доступа была основана Робертом Меткалфом при разработке протокола Ethernet [Меткалф, 1976] для проводных сетей общего вещания. Интересно, что протокол Ethernet Меткалфа был мотивирован необходимостью соединения нескольких ПК, принтеров и общих дисков вместе [Perkins 1994]. Двадцать пять лет назад, задолго до революции ПК и бурного развития сетей, Меткалф и его коллеги закладывали фундамент современных локальных сетей ПК. Технология Ethernet также представляет собой важный шаг для межсетевого взаимодействия. Каждая локальная сеть Ethernet сама по себе была сетью, и по мере увеличения числа локальных сетей потребность в объединении этих локальных сетей в сеть становилась все более важной. Отличным источником информации об Ethernet является веб-сайт Сперджена по Ethernet, на котором есть рисунок Меткалфа с его концепцией Ethernet, как показано ниже на рис. 1.9-2. Мы подробно обсудим Ethernet, Aloha и другие технологии локальных сетей в главе 5;

Рисунок 1.9-2: Рисунок Р. Меткалфа 1976 года, изображающий концепцию Ethernet (с веб-сайта Ethernet Чарльза Сперджена)

Помимо усилий DARPA по организации межсетевого взаимодействия и сетей множественного доступа Aloha/Ethernet, ряд компаний разрабатывали собственные сетевые архитектуры. Корпорация Digital Equipment (Digital) выпустила первую версию DECnet в 1975 году, позволяющую двум миникомпьютерам PDP-11 взаимодействовать друг с другом. С тех пор DECnet продолжает развиваться, при этом значительная часть набора протоколов OSI основана на идеях, впервые реализованных в DECnet. Другими важными игроками в 1970-х годах были Xerox (с архитектурой XNS) и IBM (с архитектурой SNA). Каждая из этих ранних попыток создания сетей будет способствовать созданию базы знаний, которая будет способствовать развитию сетей в 80-х и 90-х годах.

Здесь также стоит отметить, что в 1980-х годах (и даже раньше) исследователи (см., например, [Fraser 1983, Turner 1986, Fraser 1993]) также разрабатывали технологию, «конкурирующую» с архитектурой Интернета. Эти усилия способствовали развитию архитектуры ATM (режим асинхронной передачи), ориентированного на соединение подхода, основанного на использовании пакетов фиксированного размера, известных как ячейки. В этой книге мы рассмотрим части архитектуры банкомата.

1980–1990 годы: распространение сетей

К концу 1970-х годов к сети ARPAnet было подключено около 200 хостов. К концу 1980-х количество хостов, подключенных к общедоступному Интернету, конфедерации сетей, очень похожей на сегодняшний Интернет, достигло 100 000. 1980-е – время бурного роста.

Большая часть роста в начале 1980-х годов стала результатом нескольких отдельных усилий по созданию компьютерных сетей, связывающих университеты. BITnet (Because It's There NETwork) обеспечивал передачу электронной почты и файлов между несколькими университетами на северо-востоке. CSNET (Computer Science NETwork) была создана для связи университетских исследователей, не имеющих доступа к ARPAnet. В 1986 году была создана NSFNET для обеспечения доступа к суперкомпьютерным центрам, спонсируемым NSF. Начиная с начальной скорости магистрали 56 Кбит/с, к концу десятилетия магистраль NSFNET будет работать со скоростью 1,5 Мбит/с и будет служить основной магистралью, соединяющей региональные сети.

В сообществе ARPAnet многие последние элементы современной интернет-архитектуры встали на свои места. 1 января 1983 года TCP/IP был официально представлен в качестве нового стандартного хост-протокола для Arpanet (заменившего протокол NCP). Переход [Postel 1981] с NCP на TCP/IP был событием типа "дня флага" - все хосты должны были перейти на TCP/IP с этого дня. В конце 1980-х в TCP были внесены важные расширения для реализации управления перегрузкой на основе хоста [Jacobson 1988]. Также была разработана система доменных имен, используемая для сопоставления удобочитаемого интернет-имени (например, gaia.cs.umass.edu) и его 32-битного IP-адреса [Mockapetris 1983, Mockapetris 1987].

Параллельно с развитием сети ARPAnet (в основном усилиями США) в начале 1980-х годов французы запустили проект Minitel, амбициозный план по внедрению сетей передачи данных в каждый дом. Спонсируемая французским правительством система Minitel состояла из общедоступной сети с коммутацией пакетов (на основе набора протоколов X.25, в котором используются виртуальные каналы), серверов Minitel и недорогих терминалов со встроенными низкоскоростными модемами. Minitel добился огромного успеха в 1984 году, когда французское правительство бесплатно раздало терминал Minitel каждой французской семье, которая хотела его иметь. Сайты Minitel включали бесплатные сайты, такие как сайт телефонного справочника, а также частные сайты, которые взимали плату за использование с каждого пользователя. На пике своего развития в середине 1990-х годов он предлагал более 20 000 различных услуг, от банковских операций на дому до специализированных исследовательских баз данных. Его использовали более 20% населения Франции, он ежегодно приносил более 1 миллиарда долларов и создал 10 000 рабочих мест. Minitel был в значительной части французских домов за десять лет до того, как большинство американцев услышали об Интернете. Он по-прежнему широко используется во Франции, но все чаще сталкивается с жесткой конкуренцией со стороны Интернета.

1990-е: коммерциализация и Интернет

Однако главным событием 1990-х годов стало появление Всемирной паутины, благодаря которой Интернет стал доступен в домах и на предприятиях миллионов и миллионов людей по всему миру. Интернет также служил платформой для включения и развертывания сотен новых приложений, включая торговлю акциями и банковские операции в режиме онлайн, потоковые мультимедийные службы и службы поиска информации. Краткую историю первых дней существования WWW см. в [W3C 1995].

Читайте также: