Начало работы первой компьютерной сети

Первые компьютерные сети

Первые глобальные сети А вот потребность в соединении компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга, к этому времени уже вполне назрела. Началось все с решения более простой зада­ чи —доступа к компьютеру с терминалов, удаленных от него на многие сотни, а то и тысячи километров. Терминалы соединялись с компьютерами через телефонные сети с помощью модемов. Такие сети позволяли многочисленным пользователям получать удаленный до­ ступ к разделяемым ресурсам нескольких мощных суперкомпьютеров. Затем появились системы, в которых наряду с удаленными соединениями типа терминал-компьютер были реализованы и удаленные связи типа компьютер-компьютер . Компьютеры получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что, собственно, и являетсябазовым признаком любой вычислительной сети. На основе подобного механизма в первых сетях были реализованы службы обмена фай­ лами, синхронизации баз данных, электронной почты и другие ставшие теперь традици­ онными сетевые службы. Итак, хронологически первыми появились глобальные сети (Wide Area Network, WAN), то есть сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, возможно находящиеся в различных городах и странах. Именно при построении глобальных сетей были впервые предложены и отработаны многие основные идеи, лежащие в основе современных вычислительных сетей. Такие, например, как многоуровневое построение коммуникационных протоколов, концепции коммутации и маршрутизации пакетов. Глобальные компьютерные сети очень многое унаследовали от других, гораздо более старых и распространенных глобальных сетей — телефонных . Главное технологическое новшество, которое привнесли с собой первые глобальные компьютерные сети, состояло в отказе от принципа коммутации каналов, на протяжении многих десятков лет успешно использовавшегося в телефонных сетях. Выделяемый на все время сеанса связи составной телефонный канал, передающий информа­ цию с постоянной скоростью, не мог эффективно использоваться пульсирующим трафиком компьютерных данных, у которого периоды интенсивного обмена чередуются с продолжи­ тельными паузами. Натурные эксперименты и математическое моделирование показали, что

Первые компьютерные сети 29

пульсирующий и в значительной степени не чувствительный к задержкам компьютерный трафик гораздо эффективней передается сетями, работающими по принципу коммутации пакетов, когда данные разделяются на небольшие порции —пакеты, —которые самостоя­ тельно перемещаются по сети благодаря наличию адреса конечного узла в заголовке пакета. Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, то в первых глобальных сетях часто использовались уже существующие ка­ налы связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Наиример, в течение многих лет глобальные сети строились на основе телефонных каналов тональной частоты, способных в каждый момент времени вести передачу только одного разговора в аналоговой форме. Поскольку скорость передачи дискретных компьютерных данных по таким каналам была очень низкой (десятки килобитов в секунду), набор предоставляемых услуг в глобаль­ ных сетях такого типа обычно ограничивался передачей файлов (преимущественно в фоно­ вом режиме) и электронной почтой. Помимо низкой скорости такие каналы имеют и другой недостаток —они вносят значительные искажения в передаваемые сигналы. Поэтому про­ токолы глобальных сетей, построенных с использованием каналов связи низкого качества, отличаются сложными процедурами контроля и восстановления данных. Типичным приме­ ром таких сетей являются сети Х.25, разработанные еще в начале 70-х, когда низкоскорост­ ные аналоговые каналы, арендуемые у телефонных компаний, были преобладающим типом каналов, соединяющих компьютеры и коммутаторы глобальной вычислительной сети. В 1969 году министерство обороны США инициировало работы по объединению в еди­ ную сеть суперкомпьютеров оборонных и научно-исследовательских центров. Эта сеть, получившая название ARPANET, стала отправной точкой для создания первой и самой известной ныне глобальной сети —Интернет. Сеть ARPANET объединяла компьютеры разных типов, работавшие под управлением различных операционных систем (ОС) с дополнительными модулями, реализующими коммуникационные протоколы, общие для всех компьютеров сети. ОС этих компьютеров можно считать первыми сетевыми операционными системами. Истинно сетевые ОС в отличие от многотерминальных ОС позволяли не только рассре­ доточить пользователей, но и организовать распределенные хранение и обработку данных между несколькими компьютерами, связанными электрическими связями. Любая сетевая операционная система, с одной стороны, выполняет все функции локальной операционной системы, а с другой стороны, обладает некоторыми дополнительными средствами, позво­ ляющими ей взаимодействовать через сеть с операционными системами других компью­ теров. 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. Прогресс глобальных компьютерных сетей во многом определялся прогрессом телефонных сетей. С конца 60-х годов в телефонных сетях все чаще стала применяться передача голоса в цифровой форме. Это привело к появлению высокоскоростных цифровых каналов, соединяющих автома­ тические телефонные станции (АТС) и позволяющих одновременно передавать десятки и сотни разговоров. К настоящему времени глобальные сети по разнообразию и качеству предоставляемых услуг догнали локальные сети, которые долгое время лидировали в этом отношении, хотя и появились на свет значительно позже.

Читайте также:  Компьютерные сети сервер рабочие станции ресурсы сети
зо Глава 1. Эволюция компьютерных сетей

Первые локальные сети Важное событие, повлиявшее на эволюцию компьютерных сетей, произошло в начале 70-х годов. В результате технологического прорыва в области производства компьютерных компонентов появились большие интегральные схемы (БИС). Их сравнительно невы­ сокая стоимость и хорошие функциональные возможности привели к созданию мини­ компьютеров, которые стали реальными конкурентами мэйнфреймов. Эмпирический закон Гроша перестал соответствовать действительности, так как десяток мини-компьютеров, имея ту же стоимость, что и мэйнфрейм, решали некоторые задачи (как правило, хорошо распараллеливаемые) быстрее. Даже небольшие подразделения предприятий получили возможность иметь собственные компьютеры. Мини-компьютеры решали задачи управления технологическим оборудо­ ванием, складом и другие задачи уровня отдела предприятия. Таким образом, появилась концепция распределения компьютерных ресурсов по всему предприятию. Однако при этом все компьютеры одной организации по-прежнему продолжали работать автономно (рис. 1.4). предприятие

Мини-ЭВМ Мини-ЭВМ
Терминал
Терминалы
Отдел 1 предприятия Отдел 2 предприятия
Мини-ЭВМ Мини-ЭВМ

о а Терминалы Терминалы

Отдел 3 предприятия Отдел 4 предприятия
Первые компьютерные сети 31

Шло время, и потребности пользователей вычислительной техники росли. Их уже не удовлетворяла изолированная работа на собственном компьютере, им хотелось в авто­ матическом режиме обмениваться компьютерными данными с пользователями других подразделений. Ответом на эту потребность стало появление первых локальных вычис­ лительных сетей (рис. 1.5). Устройство сопряжения мини-компьютеров Терминалы

Терминалы
Устройство сопряжения
Стандартная сеть Ethernet мини-компьютеров
I с персональными
компьютерами

Персональные компьютеры Персональные компьютеры Рис. 1.5. Различные типы связей в первыхлокальных сетях Локальные сети (Local Area Network, LAN) —это объединения компьютеров, сосредото­ ченных на небольшой территории, обычно в радиусе не более 1-2 км, хотя в отдельных случаях локальная сеть может иметь и большие размеры, например несколько десятков километров. В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную си­ стему, принадлежащую одной организации. На первых порах для соединения компьютеров друг с другом использовались нестандарт­ ные сетевые технологии. Сетевая технология это согласованный набор программных и аппаратных средств (на­ пример, драйверов, сетевых адаптеров, кабелей и разъемов), а также механизмов передачи данных по линиям связи, достаточный для построения вычислительной сети. Разнообразные устройства сопряжения, использующие собственные способы представ­ ления данных на линиях связи, свои типы кабелей и т. п., могли соединять только те

Читайте также:  Информационная безопасность компьютерной сети это
32 Глава 1. Эволюция компьютерных сетей

конкретные модели компьютеров, для которых были разработаны, например, мини­ компьютеры PDP-11 с мэйнфреймом IBM 360 или мини-компьютеры HP с микроком­ пьютерами LSI-11. Такая ситуация создала большой простор для творчества студентов — названия многих курсовых и дипломных проектов начинались тогда со слов «Устройство сопряжения. ». В середине 80-х годов положение дел в локальных сетях кардинально изменилось. Утвер­ дились стандартные сетевые технологии объединения компьютеров в сеть —Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bus, несколько позже —FDDI. Мощным стимулом для их появления послужили персональные компьютеры. Эти мас­ совые продукты стали идеальными элементами построения сетей —с одной стороны, они были достаточно мощными, чтобы обеспечивать работу сетевого программного обеспече­ ния, а с другой —явно нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а также разделения дорогих периферийных устройств и диско­ вых массивов. Поэтому персональные компьютеры стали преобладать в локальных сетях, причем не только в качестве клиентских компьютеров, но и в качестве центров хранения и обработки данных, то есть сетевых серверов, потеснив с этих привычных ролей ^иникомпьютеры и мэйнфреймы. Все стандартные технологии локальных сетей опирались на тот же принцип коммутации, который был с успехом опробован и доказал свои преимущества при передаче трафика данных в глобальных компьютерных сетях, —принцип коммутации пакетов. Стандартные сетевые технологии превратили процесс построения локальной сети из решения нетривиальной технической проблемы в рутинную работу. Для создания сети достаточно было приобрести стандартный кабель, сетевые адаптеры соответствующего стандарта, например Ethernet, вставить адаптеры в компьютеры, присоединить их к кабе­ лю стандартными разъемами и установить на компьютеры одну из популярных сетевых операционных систем, например Novell NetWare. Разработчики локальных сетей привнесли много нового в организацию работы пользова­ телей. Так, стало намного проще и удобнее, чем в глобальных сетях, получать доступ к об­ щим сетевым ресурсам. Последствием и одновременно движущей силой такого прогресса стало появление огромного числа непрофессиональных пользователей, освобожденных от необходимости изучать специальные (и достаточно сложные) команды для сетевой работы. Конец 90-х выявил явного лидера среди технологий локальных сетей —семейство Ethernet, в которое вошли классическая технология Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/с, а также Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с. Простые алгоритмы работы предопределяют низкую стоимость оборудования Ethernet. Широкий диапазон иерархии скоростей позволяет рационально строить локальную сеть, выбирая ту технологию семейства, которая в наибольшей степени отвечает задачам пред­ приятия и потребностям пользователей. Важно также, что все технологии Ethernet очень близки друг к другу по принципам работы, что упрощает обслуживание и интеграцию этих сетей. Хронологическую последовательность важнейших событий, ставших историческими ве­ хами на пути появления первых компьютерных сетей, иллюстрирует табл. 1 . 1 .

Читайте также:  Как попасть в компьютерные сети

Источник

Оцените статью
Adblock
detector