Top-office11.ru

IT и мир ПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какая организация разработала первую компьютерную сеть

Вычислительные сети. Первая в мире компьютерная сеть ARPANET. Назначение и классификация сетей

На сегодняшний день трудно оценить всю важность вопроса передачи данных. Для людей это является необходимым атрибутом существования, ведь без возможности кооперировать друг с другом мы не сможем познавать новое, совершать научные открытия и.т.д. Наиболее важной на данный момент сферой, где использование передачи данных необходимо для успешного её функционирования, является сфера компьютерных сетей. Далеко не всегда мы задумываемся каким образом передаются миллионы гигабайт информации между нашими компьютерами. На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров и более 80% из них объединены в различные информационно-вычислительные сети, начиная от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet. В данном уроке вы сможете изучить что же такое компьютерные системы и сети, познакомиться с историей создания первых компьютерных сетей, освоить основные протоколы, классификацию компьютерных сетей и их основных компонентов.

Тема: История и классификация компьютерных сетей

Урок: Вычислительные системы и вычислительные сети. Первая в мире компьютерная сеть — ARPANET. Протоколы. Первые отечественные информационные сети.

Назначение и классификация компьютерных сетей, их основные компоненты

1. Введение

Что же такое компьютерная сеть? Рассмотрим определение этого понятия:

Компьютерная сеть – это система связи компьютеров или компьютерного оборудования. Для передачи информации по компьютерной сети могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.

Первой компьютерной сетью была сеть ARPANET, созданная в 1969 году в США Агентством Министерства обороны США по перспективным исследованиям (ARPA). Она явилась первым прототипом сети Интернет. Сеть состояла из двух терминалов, которые должны были быть максимально удалены друг от друга, чтобы проверить систему в максимальных режимах. Первый терминал находился в Калифорнийском университете, а второй на расстоянии 600 км от него — в Стэнфордском университете. Компьютерная сеть была названа ARPANET, в рамках проекта сеть объединила к концу 1969 года четыре указанных научных учреждения, все работы финансировались за счёт Министерства обороны США. Затем сеть ARPANET начала активно расти и развиваться, её начали использовать учёные из разных областей науки. К 1971 году было подключено еще 15 терминалов.

В постсоветском пространстве первой компьютерной сетью была сеть РЕЛКОМ. Начала свою работу летом 1990 года на базе Института атомной энергии им. И. В. Курчатова в Москве, соединив с помощью аналоговых телефонных модемов компьютеры в научных учреждениях Москвы, Ленинграда и Новосибирска. Действовала в связке с программистским кооперативом«Демос» (вскоре ставшим первым российским интернет-провайдером). Днем рождением российской части сети Интернета (Рунета) можно считать 19 сентября 1990 года.

Основным назначением компьютерных сетей является обеспечение совместного доступа к общим ресурсам сети (например, принтеры, базы данных, удалённые рабочие станции и.т.д). Данные, хранящиеся на удаленных компьютерах, образуют общий информационный ресурс. Например, если вы хотите узнать в Интернете расписание кинофильмов на сегодня, то посредством своего домашего компьютера вы используете сторонний программный ресурс, к которому вы получили доступ, зайдя на сайт кинотеатра.

В зависимости от области применения компьютерные сети можно классифицировать по следующим критериям:

— По территориальной распространённости (глобальные, региональные локальные).

— По типу функционального взаимодействия (клиент сервер, смешанная сеть, одноранговая сеть).

— По типу среды передачи (проводные, беспроводные)

— По скорости передач.

Если необходимо объединить в сеть несколько компьютеров на уровне предприятия или дома, то чаще всего в таком случае используются локальные сети. Локальная сеть – это компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Для соединения компьютеров в локальную сеть, они должны обязательно иметь специальную сетевую плату (сетевой адаптер или сетевую карту) а также порт локальной сети LAN (от англ. Local Area Network – локальная сеть), в который вставляется сетевой кабель. На рис.1 и рис.2 вы можете видеть типичную сетевую плату и разъём LAN.

Рис. 1. Сетевая плата компьютера

Рис. 2. Разъём для кабеля локальной сети LAN

Одной из самых важных характеристик сетевых плат и кабелей является их пропускная способность – количество информации, которые они могут передать за единицу времени. Так, например, это влияет на время, за которое сервер успевает обработать исходящую электронное письмо (e-mail) и передать её адресату. Современные локальные компьютерные сети работают с разной пропускной способностью – обычно от 10 до 100 Мбит в секунду.

Скорость передачи данных также зависит от типа используемого кабеля. Кабели в свою очередь различаются материалом проводников и технологией передачи электронной информации. Рассмотрим 3 основных типа кабелей, используемых в компьютерных сетях – коаксиальный кабель, витая пара и оптоволокно.

Коаксиальный кабель (Рис. 3) — электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана. Обычно служит для передачи высокочастотных сигналов. Изобретён и запатентован в 1880 году британским физиком Оливером Хевисайдом.

Рис. 3. Коаксиальный кабель

Самый простой коаксиальный кабель состоит из медной жилы, изоляции, ее окружающей, экрана в виде металлической оплетки и внешней оболочки. Основным преимуществоми таких типов кабелей является их дешевизна, однако скорость передачи данных в таком кабеле одна из самых низких (до 10 Мбит в секунду).

Витая пара (Рис. 4) вид кабеля связи, представляющий собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей. Скорость передачи информации по витой паре – от 10 до 100 Мбит в секунду. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.

Рис. 4. Витая пара

Оптическое волокно(Рис. 5) — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Принцип передачи света, используемый в волоконной оптике, был впервые продемонстрирован в XIX веке, но развитие современной волоконной технологии началось в 1950-х годах. Изобретение лазеров сделало возможным построение волоконно-оптических линий передач, превосходящих по своим характеристикам традиционные проводные средства связи. На сегодняшний день такой тип кабелей является наиболее эффективным, благодаря возможности передачи данных на колоссальные расстояния (например, по океанскому дну), низкому проценту ошибок по сравнению с другими типами кабелей, и самой высокой скорости передачи данных (около 40 Гбит в секунду).

Рис. 5. Оптическое волокно

Итак, мы с вами познакомились с понятием «локальная сеть» и её составляющими. Как мы уже знаем, такие сети используются в случае если компьютеры находятся на относительно недалёком друг от друга расстоянии. Но как же объединить несколько компьютерных сетей, находящихся на расстоянии сотен и даже тысяч километров друг от друга? Для этого используются глобальные сети. Глобальная сеть – это компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров и локальных сетей. Для передачи информации на большие расстояние в глобальной сети используются модемы и телефонные линии связи.

Телефонная сеть передает звук человеческого голоса в виде аналогового сигнала, а модем преобразует его в цифровой сигнал. Модем (Рис 6.) это устройство, которое соединяет компьютер с телефонной линией. При этом управление модемом с компьютера происходит благодаря специальной программе – драйвера модема.

Читать еще:  Строим локальную сеть

Рис. 6. ADSL Модем

На другом конце телефонной линии также должен быть присоединён модем, подключённый к другому компьютеру – в этом случае компьютер-приёмник сможет получать данные из сети. В данном случае модем в этом компьютере используется вместо сетевой платы. Модемы могут быть внешними (Рис. 7), то есть подключенными к компьютеру извне по внешним разъёмам (например, USB) и внутренние (Рис. 8) – то есть интегрированными в корпус компьютера.

Рис. 7. Внешний модем

Рис. 8 . Внутренний модем

Для того, чтобы информация в глобальной сети была корректно воспринята и обработана всеми компьютерами сети корректно и безошибочно, были разработаны специальные протоколы передачи данных по глобальной сети.

Протокол – набор правил и соглашений, которые позволяют нескольким компьютерам общаться друг с другом в сети. Основным протоколом сети интернет является протокол TCP/IP. За адресацию информации отвечает протокол IP, а за целостность передаваемой информации отвечает протокол TCP. Принцип работы протокола TCP/IP основан на том, что каждый компьютер в сети имеет свой уникальный идентификатор – ip-адрес. Он представляет собой группу из четырёх натуральных чисел, отделенных друг от друга точками. Например: 192.168.0.1. Левая часть адреса показывает к какой части сети принадлежит данный компьютер, а правая часть показывает точный номер компьютера в данной подсети. Информация по сети передается разделенной на части, которые называются пакетами. Любое движение информации в интернете между компьютерами подчинено работе протокола. Рассмотрим подробнее типичный случай передачи информации по протоколу TCP/IP.

В начале работы, компьютер посылает запрос на сервер в виде пакета и ждёт ответа. После того как подтверждение от сервера получено, компьютер посылает пакетный запрос на выдачу какой-либо информации, размещённой на сервере. В ответ на этот пакет сервер даёт компьютеру разрешение на пересылку запрашиваемой информации (файла).

Список рекомендованной литературы

1. Босова Л.Л. Информатика и ИКТ: Учебник для 8 класса. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012

2. Босова Л.Л. Информатика: Рабочая тетрадь для 8 класса. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.

3. Астафьева Н.Е., Ракитина Е.А., Информатика в схемах. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.

4. Одом У. Компьютерные сети. Первый шаг = Computer Networking: First-step / Пер. В. Гусев. — СПб.: «Вильямс», 2006.

Рекомендованные ссылки на ресурсы интернет

1. Что такое Internet? (Источник).

2. Протоколы Интернет (Источник).

3. Обзор базовых сетевых технологий (Источник).

Рекомендованное домашнее задание

1. Глава 2, § 1.6. Босова Л.Л. Информатика и ИКТ: Учебник для 8 класса. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012 г.

2. Зачем нужны компьютерные сети? Что является их основным назначением?

3. Чем отличается локальная сеть от глобальной?

4. Назовите основные преимущества оптоволоконного кабеля над конкурентами.

5. Назовите основную функцию протокола TCP/IP.

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

Статья История развития компьютерных сетей

1. История развития компьютерных сетей

Для того, чтобы понимать, как устроены современные компьютерные сети, методы их построения и защиты, необходимо изучить историю возникновения этих сетей. Данный цикл статей направлен на изучение цифровых сетей для всех уровней пользователей, начиная с самых непросвещенных.

Для простоты восприятия информации, воспользуемся примитивными сетевыми технологиями, изобретенными человечеством еще задолго до наших дней. К примеру, можно рассмотреть городскую водопроводную сеть. Так, источником информации в такой сети будет являться скважина, сетевыми магистралями — водопроводные трубы высокого давления, сетями доступа или провайдерами — разветвляющие колодцы, и, наконец, персональными компьютерами и смартфонами будут выступать домашние водопроводные краны.

Предпосылкой для зарождения компьютерных сетей можно считать два начала: вычислительную технику и телекоммуникации. Так, совокупность компьютеров в единой сети можно рассматривать, как инструмент для решения единой сложной задачи. Но также сеть предназначена для передачи информации в кодированном (мультиплексированном) виде на значительно удаленные расстояния, что уже представляет собой телекоммуникации.

Первые компьютеры 50-х годов представляли собой мощные системы, занимающие целые здания и, в сравнении с современными машинами, обрабатывали информацию пользователей весьма продолжительное время. Такие компьютеры не могли быть персональными и предназначались для использования определенной группой людей. Для работы с такими мэйнфреймами, пользователям было необходимо подготавливать специальные перфокарты с определенным набором данных. Набор таких перфокарт представлял собой пакет информации для вычислительной машины.

В 60-е годы появились первые многотерминальные системы, которые по-сути уже представляли собой первую локальную компьютерную сеть. В такой сети несколько пользователей при помощи терминалов, посредством которых осуществлялся ввод и вывод информации, могли пользоваться производительной мощностью единого мэйнфрейма.

Позже появились сети терминалов, соединенные телефонными линиями с мэйнфреймами, находящимися на значительных расстояниях (до нескольких тысяч километров). Пользователи терминалов получили возможность, при помощи модемов, подключаться к мощным вычислительным машинам. Такое явление привело к возникновению первых глобальных компьютерных сетей, объединявших несколько мейнфреймов, находящихся в разных городах и даже странах, которые могли обмениваться между собой данными и решать общие вычислительные задачи. Эти сети получили название Wide Area Network или же сокращенно WAN.

Таким образом, глобальная компьютерная сеть явилась преемницей телефонной сети, оставив позади коммутируемые каналы связи, и дав толчок развитию новых технологий, основанных на передаче пакетов данных. Ведь такая сеть передавала данные в аналоговом виде с тональной частотой и имела очень низкую пропускную способность — до нескольких десятков килобит в секунду.

В 1969 году Министерство обороны Соединенных Штатов создает сеть ARPANET, вобравшую в себя вычислительные машины научных и оборонных комплексов, ставшую прообразом современной сети INTERNET. В компьютерах этих сетей впервые появляются различные Операционные системы. Прогресс не стоит на месте, и на смену аналоговой телефонии приходят цифровые автоматические телефонные станции, позволяющие передавать одновременно сотни разговоров.

В начале 70-х годов появляются большие интегральные схемы, и на смену громоздким мэйнфреймам приходят компактные мини-компьютеры. Позднее эти компьютеры, в рамках одного предприятия, для обмена данными, начинают объединять в первые локальные сети — Local Area Network или сокращенно LAN.

В середине 80-х годов, с появлением первых персональных компьютеров, были утверждены стандартные сетевые технологии, основанные на принципах коммутации пакетов — Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bus, а затем и FDDI. Но в конце 90-х построение сетей преимущественно осуществляется по технологии Ethernet, включая Fast и Gigabit Ethernet, обеспечивающей скорость передачи данных до 1000 Мбит/с. С этих пор, для того, чтобы объединить компьютеры в сеть, достаточно лишь купить стандартный кабель и специальные адаптеры.

Если изначально различия между локальными и глобальными компьютерными сетями были колоссальными, то потом они начали нивелироваться, работа сетей стала обеспечиваться IP-протоколом, в обиход вошли волоконно-оптические линии связи, обеспечивающие скоростную передачу данных на расстоянии более 100 метров. Пользователи получили возможность принимать и передавать большие объемы данных, такие как потоковое видео, в режиме реального времени.

Помимо локальных и глобальных сетей, следует выделить еще и промежуточную сеть, называемую Городской сетью Metropolitan Area Network или же сокращенно MAN. Скорость передачи информации в этих сетях иной раз превышает 10 Гбит/с, которая обеспечивается волоконно-оптическими соединениями.

Сегодня Интернет стал мультисервисной сетью, обеспечивающей передачу всех видов информации. С его помощью работают социальные сети, осуществляются аудио и видеоконференции, процветают IP-телефония и IP-телевидение. Современные смартфоны стали неотъемлемой частью почти каждого жителя Земли.

В скором будущем грядет эра облачных вычислений, когда сложные операции будут выполняться на удаленном сервере. Ничего не напоминает?)) Все новое — это хорошо забытое старое, мэйнфрейм и пользовательские терминалы приходят к нам в новом виде. Уже сегодня многие сервисы позволяют делать обработку данных, будь то фото или видео, на стороне сервера.

Читать еще:  Как соединить два компа в сеть

Казалось бы, что «пакеты» полностью вытеснили технологию коммутации каналов, однако Optical Transport Networks (OTN) и Dense
Wavelength Division Multiplexing (DW DM) построены именно на этих принципах.

В наш век Интернет развивается стремительными темпами, охватывая все большее количество пользователей. С появлением современных смартфонов, представляющих собой полнофункциональные интернет-терминалы, люди все чаще прибегают к услугам сетевых ресурсов (социальные сети, просмотр новостей, погоды, различных видеороликов). Все актуальнее становится выполнение работы через глобальную сеть, когда заказчик и исполнитель могут находиться в совершенно разных точках планеты. Все чаще используются онлайн-сервисы, предназначенные для обработки, текстовых, графических и иных данных. С каждым годом к пользованию Интернетом приобщаются дети все младшего возраста, интуитивно-понятный интерфейс смартфонов и сетевых ресурсов позволяет им с легкостью осваиваться в виртуальном мире.

Рассмотрим важнейшие моменты в развитии сетевых технологий в хронологическом порядке:
— Конец 60-х годов — Первые глобальные связи компьютеров, первые эксперименты с пакетными сетями;
— Конец 60-х годов — Начало передачи по телефонным сетям голоса в цифровом формате;
— Начало 70-х годов — Появление больших интегральных схем, первых мини-компьютеров, первых нестандартных локальных сетей;
— 1974 год — Стандартизация технологии Х.25 для построения сети между мэйнфреймом и пользовательскими терминалами;
— Начало 80-х годов — Создание первых персональных компьютеров, появление Интернета, установка на всех узлах стека TCP/IP;
— Середина 80-х годов — Появление стандартных технологий локальных сетей (Ethernet — 1980 г., Token Ring, FDDI — 1985 г.);
— Конец 80-х годов — Начало коммерческого использования сети Интернет;
— Конец 80-х годов — Появление первичных сетей SONET/SDH (до 155 Мбит/с);
— 1991 год — Создание WEB;
— Конец 90-х годов — Доминирование Ethernet в локальных сетях, стандартизация Gigabit Ethernet;
— Конец 90-х годов — Появление технологии плотного мультиплексирования волн (DWDM) с возможностью передачи 40/80 волн в одном волокне;
— Конец 90-х годов — Создание протокола Wireless Application Protocol или же сокращенно WAP и появление первых смартфонов с ограниченными интернет-функциями;
— Конец 90-х — начало 2000-х годов — Интернет становится мультимедийным (IP-телевидение, IP-телефония);
— Начало 2000-х годов — Создание мобильных сетей 2G, работающих на принципе коммутации каналов, протокола General Packet Radio Service или же сокращенно GPRS, со скоростью передачи данных 56-114 Кбит/сек;
— Начало 2000-х годов — Повышение скорости передачи информации до 10 Гбит/с (10G Ethernet и 10G SDH/OTN);
— 2001 год — Создание мобильных сетей 3G, работающих на принципе коммутации пакетов, благодаря чему скорость передачи данных со временем достигнет 2 Мбит/сек;
— 2003 год — Создание на базе GPRS — Enhanced Data Rate for GSM Evolution или же сокращенно EDGE, со скоростью передачи данных 236-473,6 Кбит/сек;
— Середина 2000-х годов — Смартфоны и планшетные ПК превращаются в полнофункциональные интернет-терминалы;
— Середина 2000-х годов — Увеличение скорости сетей 2.5G до 1 Мбит/сек с помощью стандарта Evolved EDGE;
— 2005 год — Внедрение в 3G пакетной передачи данных High-Speed Downlink Packet Access или же сокращенно HSDPA, со скоростью передачи данных 14,4 Мбит/сек;
— Начало 2010-х годов — Повышение скорости передачи информации до 100 Гбит/с (100G Ethernet и 100G OTN);
— 2012 год — Официальное признание беспроводного стандарта связи 4G, WiMAX со скоростью передачи данных 180 Мбит/сек и LTE со скоростью 326,4 Мбит/сек;
— 2014 год — Первое тестирование мобильной сети 5G;
— 2017 год — При испытаниях «МегаФон» совместно с Huawei достигают скорость передачи данных в сетях Pre-5G 35 Гбит/с;
— 2018 год — Официальный запуск сетей 5G в Соединенных Штатах Америки.

50 лет назад был создан прародитель Интернета — ARPANET

В 1958 году в ответ на запуск советского спутника США создали Агентство передовых исследовательских проектов ARPA, которое теперь известно как Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США или DARPA. Именно в комнате 3420 Калифорнийского университета ровно 50 лет назад суждено было родиться ARPANET — прародителю Интернета.

Первое испытание технологии произошло 29 октября 1969 года в 21:00. Сеть состояла из двух терминалов, которые были максимально удалены друг от друга. Первый терминал находился в Калифорнийском университете, а второй на расстоянии 600 км от него — в Стэнфордском университете.

Аспирант по имени Чарли Клайн (Charley Kline) сидел за терминалом в Калифорнийском университете и отправил первую цифровую передачу данных Биллу Дюваллу (Bill Duvall), учёному, который сидел за компьютером в Стэнфордском университете на другом краю Калифорнии. С этого началось восхождение ARPANET — небольшой сети академических компьютеров, которая стала предшественником Интернета.

В то время успешная передача пяти букв «login» не казалась мировым прорывом. Даже сами исследователи не оценили всю значимость того, чего достигли. «Я не помню ничего запоминающегося в ту ночь, и я, конечно, не осознавал, что сделанное нами было чем-то особенным в то время», — отметил господин Клайн. Но их связь стала доказательством осуществимости концепций, которые в конечном итоге позволили связать все вычислительные системы в единую мировую сеть. Сегодня всё что угодно — от смартфонов до открывателей гаражных ворот — могут выступать узлами связи в глобальной Сети, которые произошли от тех, что исследователи протестировали 29 октября 1969 года.

Комната 3420, восстановленная в своём величии 1969 года (Mark Sullivan)

Многие помогли подготовить почву для прорыва Клайна и Дювалла, включая профессора Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Леонарда Кляйнрока (Leonard Kleinrock). Последний до сих пор преподаёт в Калифорнийском университете и считает, что ARPANET был, в некотором смысле, ребёнком холодной войны. Когда в октябре 1957 года спутник Советского Союза моргнул в небе над США, он вызвал настоящую панику как в научном сообществе, так и в политических кругах Штатов.

«Запуск спутника застал США со спущенным штанами, и Эйзенхауэр сказал: „Хорошо бы, чтобы это никогда не повторилось“, — вспоминал господин Кляйнрок. — Поэтому в январе 1958 года он создал ARPA при Министерстве обороны для поддержки STEM (науки, технологии, инженерии и математики) в университетах США и исследовательских лабораториях».

К середине 1960-х годов ARPA начала финансирование создания больших компьютеров, используемых исследователями в университетах и ​​аналитических центрах по всей стране. Сотрудником ARPA, ответственным за финансирование, был Боб Тейлор (Bob Taylor), ключевая фигура в компьютерной истории, который позже управлял лабораторией Xerox PARC. В ARPA ему не нравилось, что все эти компьютеры не связаны толком между собой.

Господин Тейлор ненавидел тот факт, что приходилось иметь отдельные терминалы — каждый со своей арендованной линией для связи с различными удалёнными исследовательскими компьютерами. Его офис был полон телетайпов. «Я тогда сказал: „О, Боже!“, Очевидно, что́ нужно делать: вместо трёх терминалов у нас должен быть один терминал, который может передавать информацию куда угодно, — сказал он в 1999 году журналистам. — Эта идея лежала в основе ARPANET».

В 1969 году телетайпы вроде этого были важными компьютерными устройствами. (Mark Sullivan)

Была и другая практичная причина создать сеть. Боб Тейлор регулярно получал запросы от исследователей по всей стране на выделение средств для покупки всё более мощных и крупных мэйнфреймов. Он знал, что большая часть вычислительной мощности, которую финансировало правительство, тратится впустую. Например, когда исследователь загружал максимально систему в одной части страны, другой мэйнфрейм мог бездействовать.

Читать еще:  Роутеру не присвоен ip адрес

Или просто какой-то мэйнфрейм мог задействовать ПО, которое было бы полезным в других лабораториях: например, новаторское графическое программное обеспечение, финансируемое ARPA и разработанное в Университете Юты. Без сети приходилось бы создавать такую же систему для других университетов. К 1966 году ARPA устала от таких запросов. Проблема была и в том, что все компьютеры говорили по сути на разных языках. Вернувшись в Пентагон, компьютерные специалисты Тейлора объяснили, что на всех исследовательских компьютерах использовались разные наборы кодов. Не было общего сетевого языка или протокола, по которому компьютеры, расположенные далеко друг от друга, могли бы соединяться для обмена контентом или ресурсами.

Леонард Кляйнрок в своём университете (Mark Sullivan)

Это нужно было изменить, и господин Тейлор попросил директора ARPA Чарльза Херцфельда (Charles Herzfeld) выделить миллион долларов на исследования и разработку новой сети для связи компьютеров различных университетов и лабораторий. Деньги были получены: их перенаправили из программы исследований баллистических ракет в бюджет ARPA. Стоимость была оправдана перед чиновниками министерства обороны тем, что ARPA представило проект как «живучую» сеть, которая продолжала бы функционировать, если бы какая-то конкретная часть была уничтожена, например, в результате ядерного удара.

Для управления проектом ARPANET был приглашён Ларри Робертс (Larry Roberts) из Массачусетского технологического института (МТИ). Последний обратился к наработкам британского учёного-компьютерщика Дональда Дэвиса (Donald Davies) и американца Пола Барана (Paul Baran) в области технологий передачи данных. Вскоре к проработке теоретических аспектов проекта был привлечён Леонард Кляйнрок, который работал над проблемами организации сетей передачи данных с 1962 года. «В МТИ, будучи аспирантом, я хотел решить следующую проблему: я был окружён компьютерами, и они не могли разговаривать друг с другом, и я знал, что рано или поздно им придётся, — вспоминал Кляйнрок. — Никто не занимался этой проблемой: все были заняты изучением теории информации и теории кодирования».

Диссертация Леонарда Кляйнрока, описывающая концепты, лёгшие в основу ARPANET (Mark Sullivan)

Основным вкладом господина Кляйнрока в ARPANET стала теория очередей. Тогда коммуникационные линии были аналоговыми, арендуемыми у AT&T. Это были линии с коммутацией каналов, то есть центральный коммутатор устанавливал выделенное соединение между отправителем и получателем. При таком подходе было много простоев, когда данные не передавались. Теория очередей описывала метод динамической передачи пакетов данных из разных сеансов связи. Пока один поток пакетов приостанавливается, другой, не связанный, может использовать ту же линию. Пакеты, составляющие один сеанс связи (скажем, отправка по электронной почте), могут попадать получателю по четырём различным маршрутам. Если один маршрут занят или отключён, сеть будет направлять пакеты через другой.

В этом новом типе сети перемещение данных осуществлялось не центральным коммутатором, а устройствами на конечных узлах. В 1969 году эти сетевые устройства были названы IMP или «процессорами интернет-сообщений (internet message processors)». Каждая машина была модифицированной версией компьютера Honeywell DDP-516, который содержал специализированное оборудование для управления сетью. Первый IMP, участвовавший в памятной передаче данных, теперь стоит в углу комнаты 3420 Калифорнийского университета как выставочный экземпляр.

Чарли Клайн и Билл Дювалл

В течение нескольких недель после первой успешной передачи данных, произошедшей 29 октября 1969 года между Чарли Клайном и Биллом Дюваллом сеть ARPA распространилась на компьютеры в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре и Университете Юты. А затем начался дальнейший рост ARPANET: в 1970-е и большую часть 1980-х годов всё больше правительственных и академических компьютеров входили в Сеть. А позже концепции, разработанные в ARPANET, были применены для создания Интернета.

Ещё в 1969 году пресс-релизе Калифорнийского университета новая ARPANET описывалось так: «На данный момент компьютерные сети все ещё находятся в зачаточном состоянии. Но когда они подрастут и станут более совершенными мы, вероятно, увидим распространение „компьютерных служб“, которые, как и нынешние электрические и телефонные услуги, будут обслуживать отдельные дома и офисы по всей стране».

История появления и развития компьютерных сетей

Развитие компьютерных сетей происходило, в первую очередь, за счет развития двух более крупных направлений технологии – вычислительной техники и коммуникаций. Первые попытки создать возможность работы с вычислительной техникой нескольких пользователей заключались в загрузке в мэйнфрэйм (основной компьютер) нескольких готовы пакето данных, которые были заранее подготовлены и нуждались в обработке.

Первоначальное развитие этой технологии происходило на протяжении 50-х годов XX века, когда компьютеры представляли собой громоздкие и неудобные устройства, обрабатывающие информацию крайне длительное время. На тот момент удобство пользователя находилось на одном из последних мест в развитии, а основное внимание уделялось повышению мощности.

Следующим прообразом компьютерных сетей стало создание отдельных терминалов, имеющих полноценные собственные устройства ввода-вывода и работающие напрямую с одним общим компьютером. Для самого пользователя работа за таким устройством была куда более удобной – он мог не замечать, что мощности компьютера параллельно используются еще несколькими людьми. Именно тогда стали появляться первые сети, чей принцип работы заключался лишь в банальном физическом удалении терминалов на определенные расстояния.

Как только начали появляться более компактные компьютеры – это произошло в 70-х годах, позволить себе их установку могли все больше предприятий, поэтому необходимость использования какого-либо средства связи возрастала и тогда возникли первые приближенные к современным способы объединения компьютеров в сеть и потребность в монтаже компьютерных сетей.

APRANET и появление полноценных сетей

В 1969 году произошло знаковое событие – минобороны США приняло решение об объединении всех основных компьютерных узлов в общую сеть. Передача данных осуществлялась между ними по коммутируемому кабелю, а для ее осуществления были созданы специальные операционные системы и огромное количество сложных сопутствующих протоколов.

Впоследствии, коммутируемые кабели телефонных сетей станут одним из основных способов передачи данных вплоть до середины 80-х годов.

Принцип передачи данных по телефонному кабелю, при этом, уже в первые годы существования компьютерных сетей претерпел определенные изменения. Так, в отличие от непрерывного потока информации, который мог подвергаться искажениям и мешать другим пользователям работать с сетью, как это бывает со стандартным телефонным сигналом, компьютерные данные отправлялись сразу готовыми закрытыми пакетами, что позволяло одновременно использовать один и тот же кабель множеству пользователей.

Что появилось раньше – WAN или LAN?

Говоря о компьютерных сетях, сейчас есть две основных их разновидности. Под подключением WAN (Wide Area Network) подразумевают объединение удаленных физически друг от друга компьютеров, а также простой выход в Интернет, в то время как LAN – это закрытая сеть, объединяющая физически близкие компьютеры и способная быть полностью изолированной от каких-либо других соединений.

Однако, на ранних этапах развития компьютеров, нужды в LAN-сетях не было – их заменяли стандартные комплексы из мейнфреймов и терминалов, хотя удаленная передача данных была крайне важным и приоритетным направлением исследований.

Важную роль в развитии сетей сыграло появление персональных компьютеров, унификация их комплектующих и программного обеспечения. Так начали появляться первые сетевые протоколы – это произошло в 80-х годах. К концу века однозначным лидером среди них стал протокол Ethernet, способный обеспечивать скорость передачи данных в первом поколении своего развития со скоростью 10 Мбит/с, а на данный момент поддерживающий скорость передачи, превышающую 1 Гбит/с.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector