Компьютерные сети сегодня.
Сегодня компьютерные сети есть практически в каждом доме и все знакомы со словом «Интернет». Но на пути развития этой глобальной сети производители сетевого оборудования сталкивались с проблемой несовместимости своего оборудования с оборудованием других компаний. Такая ситуация была очень не выгодна для всех, и было решено создать стандарты по производству сетевого оборудования и не только. Это, на мой взгляд, и послужило толчком к лавинному росту и развитию компьютерных сетей. На данный момент существует множество различных стандартов для сетевого оборудования, для кабелей, стандарты создания новых сетей и т.д. Все это результат долгой и кропотливой работы огромного числа людей. Без них не было бы Интернета.
Ключом к понимаю организации и структуре современных компьютерных сетей является четкое понимание созданных сетевых стандартов.
Историческая справка — Развитие микрокомпьютерных технологий.
Развитие компьютерных сетей напрямую связано с развитием самих компьютеров, поэтому напомню основные этапы развития микрокомпьютерных технологий.
-Начало 40-х годов XX в.- Электромагнитные устройства больших размеров, подверженные частым сбоям.
-1947г- Изобретение полупроводникового транзистора предоставило многочисленные возможности создания компактных и более надежных компьютеров
-50-е годы- Изобретена интегральная микросхема. В ней на одном небольшом полупроводниковом кристалле объединялись несколько транзисторов, позднее их количество было увеличено (в настоящее время – миллионы)
-60-е годы - Становится привычным использование мэйнфреймов с несколькими терминалами, широко применяются интегральные микросхемы
-Конец 60-х годов и 70-е годы XX в.- Появляются небольшие компьютеры, которые стали называть миникомпьютерами
-1977г- Компания Apple Computer создает микрокомпьютер, названный персональным компьютером (Personal Computer – PC)
-1981г- Корпорация IBM создает свой первый персональный компьютер
-Середина 80-х годов - Пользователи, работающие на отдельных, изолированных друг от друга компьютерах, начинают обмениваться данными (файлами) с помощью модема, подсоединенного к другому компьютеру. Этот способ связи получил название соединения ‘‘точка-точка’’, или удаленного соединения
В 40-х годах XX века компьютеры представляли собой большие электромагнитные устройства, подверженные частым сбоям. Создание в 1946 году полупроводникового транзистора открыло много новых возможностей для создания компактных и более надежных компьютеров. В 50-х годах крупные организации стали использовать компьютеры-мэйнфремы, которые выполняли программы, записанные на перфокартах. В конце 50-х годов были созданы первые интегральные микросхемы. Они включали в себя сначала несколько транзисторов (основная структурная единица в компьютерной технике, изготавливается из полупроводникового материала (преимущественно кремний) и может сохранять свое «состояние» — есть сигнал (1) и нет сигнала (0) ), позднее количество транзисторов увеличивалось, а в настоящее время их количество в интегральной микросхеме достигает нескольких миллионов. На протяжении 60-х годов стало обычным использование мэйнфреймов с подключенными к ним терминалами, широко применялись интегральные микросхемы.
В конце 60-х годов — начале 70-х годов появились компьютеры меньшего размера, названные микрокомпьютерами (хотя по современным стандартам они имели довольно большие размеры). В 1977 году компания Apple Computer создала микрокомпьютер, названный персональным компьютером (Personal Computer — PC). В 1981 году корпорация IBM выпустила свой первый персональный компьютер PC. Благодаря дружественному пользователю интерфейсу компьютера Apple Macintosh, открытой структуре IBM PC и дальнейшей микроминиатюризации интегральных схем PC стали широко применяться как в домашних условиях, так и на производствах. В середине 80-х годов пользователи, работающие на изолированных компьютерах, стали совместно использовать данные (файлы) с помощью модемов, подсоединенных к другому компьютеру. Такой вид связи назвали соединением типа ‘‘точка-точка’’, или соединением удаленного доступа. Данный подход был впоследствии расширен путем использования специально выделенных компьютеров, которые служили центральными точками связи для соединений удаленного доступа. Такие компьютеры получили название электронные доски объявлений (bulletin board, BBS — Bulletin Board System, система электронных досок объявлений, в которой через интерфейс терминального доступа можно пользоваться электронной почтой, перекачивать нужные файлы и (в последнее время) получать отдельные услуги Internet. На сегодняшний день такие системы мало распространены). Пользователи подсоединялись к доске объявлений, оставляли там свои сообщения, получали сообщения от других пользователей, загружали в систему файлы или переписывали на свой компьютер файлы из нее. Недостатком такой системы был очень низкий уровень прямых соединений пользователей друг с другом, а часто такое непосредственное соединение вообще отсутствовало. Кроме того, соединение можно было установить лишь с теми, кто знал о существовании доски объявлений. Другим существенным ограничением было то, что компьютер, выполняющий роль доски объявлений, требовал отдельного модема для каждого соединения с другим компьютером в сети. При одновременной работе пяти пользователей на доске объявлений требовались пять модемов, подсоединенных к пяти отдельным телефонным линиям. Можно себе представить, что бы произошло, если бы 500 пользователей захотели подсоединиться к доске объявлений одновременно!
С начала 60-х годов и вплоть до конца 90-х годов XX века Министерство обороны США (U.S. Department of Defense — DoD) разрабатывало крупные и надежные распределенные WAN-сети для военных и научных целей. Эта технология значительно отличалась от соединений типа ‘‘точка-точка’’, используемых в досках объявлений. Она позволяла соединять между собой большое количество компьютеров с использованием многих маршрутов. Сама сеть определяла, каким образом передавать данные от одного компьютера другому. При использовании такого типа связи стало возможным по одному соединению осуществлять связь со многими компьютерами, в отличие от прежней технологии, которая позволяла осуществлять только одно соединение. Сеть Министерства обороны постепенно превратилась в сеть Internet.
Что изменилось в наши дни:
1.Появляются высокоскоростные территориальные линии связи, что нивелирует разницу между локальными и глобальными сетями. Появляются множество удобных и прозрачных служб доступа к ресурсам (Internet).
2.Локальные сети. Вместо соединяющего компьютеры пассивного кабеля в большом количестве появляется коммуникационное оборудование – коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы. Благодаря им, строятся большие корпоративные сети, насчитывающие тысячи компьютеров и имеющие сложную топологию.
3.Сами компьютеры становятся крупнее (мощнее). После эйфории от небольших персональных компьютеров, возродился интерес к мощным серверам-мэйнфреймам. Оказывается, их намного проще обслуживать, нем сотни PC, объединенных в сеть. 4.Появилась тенденция, несвойственная раньше компьютерам. Возникли новые виды трафика – голос, видео…, что требует внесения изменений в известные ранее протоколы и разработку новых. Этот вид информации чувствителен к задержкам при передаче (рассинхронизация и в конечном итоге искажение информации). Это называется трафик реального времени (в отличие от например, передачи файлов и электронной почты). Эти проблемы решаются различными способами, например, при помощи специально для этого разработанной технологии АТМ. В конечном итоге это должно привести к слиянию не только локальных и глобальных сетей, но и информационных сетей (телефония, телевидение). Это должно случиться с массовым переходом от методов коммутации каналов (используемых в телефонии) к методу коммутации пакетов.