Глобальные компьютерные сети 2

Глобальные компьютерные сети

Процессы взаимодействия вычислительных средств достаточно быстро переросли рамки отдельных фирм и организаций. Тенденции к интеграции и глобализации в современном мире получили адекватное отражение и в сфере компьютерных технологий. Совокупности вычислительных машин, объединенных коммуникационной средой, охватывающей значительные по расстоянию территории, получили название глобальных компьютерных сетей . За последние два-три десятилетия все виды организационного, аппаратного и программного обеспечения этих сетей бурно развивались и претерпели массу метаморфоз. Среди сетей, получивших общемировую известность, могут быть названы SPRINT , некоммерческая компьютерная сеть FIDO , международная система расчетов S.W.I.F.T . Однако самой примечательной тенденцией в последние годы стало выделение из всего сообщества компьютерных сетей сети Интернет в качестве явного лидера как по размерам, так и по темпам роста функциональных возможностей.

1. Основные принципы построения сети Интернет

Интернет – это глобальная информационная инфраструктура, представляющая собой механизм распространения данных и среду взаимодействия между пользователями и компьютерами вне зависимости от их географического положения.

Первоначально целью создания Интернета являлось объединение компьютерных сетей различных типов. В процессе создания сети Интернет были разработаны технические принципы функционирования и объединения компьютерных сетей, решена проблема управления глобальными информационными структурами, использованы новые принципы совместной работы над проектами и управления информационными потоками.

Первые исследования в области соединения удаленных компьютеров были проведены в начале 60-х годов ХХ века. В 1965 г. компьютер, находящийся в Массачусетском технологическом институте, был подключен к компьютеру в Калифорнии по телефонной линии. Для соединения использовалась технология коммутации каналов , характерная для телефонных линий.

Технология коммутации каналов подразумевает создание непрерывной физической линии связи между двумя абонентами – канала . Соединить всех желающих абонентов друг с другом невозможно, поэтому используется коммутация, т.е. возможность предоставления линии связи нескольким абонентам одновременно. Канал состоит из отдельных участков, которые соединяются между собой специальной аппаратурой – коммутаторами . Если абонент хочет установить соединение, то он обращается к ближайшему коммутатору, который, в свою очередь, по свободному каналу обращается к следующему и т.д. В конечном итоге устанавливается прямое соединение двух абонентов , и они могут обмениваться данными.

В результате эксперимента выяснилось, что коммутация каналов не подходит для создания компьютерных сетей. При использовании технологии коммутации каналов аппаратура абонентов должна работать с одинаковой скоростью, в то время как компьютеры обрабатывали данные с различной скоростью. Кроме того, неэффективно используется канал связи. Когда данные передаются, канал загружен, а когда обрабатываются – свободен. Однако физическое соединение и в том, и в другом случае сохраняется. Все это потребовало применения новой технологии передачи данных – коммутации пакетов . При использовании этой технологии все передаваемые в сети сообщения разбиваются на небольшие части, которые называются пакетами . Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адрес назначения пакета . Коммутаторы, используя адрес, передают пакеты друг другу до тех пор, пока он не достигнет места назначения. Если какой-либо коммутатор слишком загружен и не может передать пакет в течение некоторого времени, он помещает его в очередь пакетов и передает позже.

Проект сети компьютеров на основе коммутации пакетов был разработан в Агентстве перспективных разработок Министерства обороны США (DARPA ). Создаваемая сеть получила название ARPANET . В 1969 г. началась реализация проекта, в сеть ARPANET были включены четыре удаленных компьютера. Для включения в сеть большего числа компьютеров необходимо было выработать некоторый единый набор правил, определяющих способ взаимодействия узлов сети ARPANET (последовательность передачи, формат сообщений) – протокол. В 1971-72 гг. работа над единым протоколом для сети ARPANET была завершена. Этот протокол получил название Network Control Program (NCP ). Создание протокола позволило начать разработку прикладных программ для использования в сети. Одной из первых таких программ стала программа электронной почты , которая позволила участникам проекта эффективнее обмениваться информацией между собой.

Возникновение Интернета базировалось на идее , предполагавшей возможность объединения нескольких независимых компьютерных сетей с различной архитектурой на основе ARPANET .

В протоколе NCP не предполагалось наличие какого-либо механизма взаимодействия с сетями другой, нежели ARPANET , архитектуры. Кроме того, объединяя сети, необходимо было учесть возможность временного нарушения связи или даже выхода части объединенной сети из строя. При этом оставшаяся часть сети должна продолжать нормально работать. Таким образом, были сформулированы основные принципы построения новой сети:

· для вкл