Дальнейшее развитие Интернета
Первоначальная концепция объединения сетей ARPANET постепенно должна была перерасти в Интернет. Интернет основывается на идее существования множества независимых сетей почти произвольной архитектуры, начиная от ARPANET. Интернет воплощает ключевой технический принцип открытости сетевой архитектуры. Идея открытой сетевой архитектуры была впервые высказана Каном в 1972 году, вскоре после того, как он начал работать в DARPA. Деятельность, которой занимался Кан переросла в полноправный проект под названием "Internetting". Ключевым для работоспособности пакетных радиосистем был надежный сквозной протокол, способный поддерживать эффективные коммуникации, несмотря на радиопомехи или временное затенение, вызванное особенностями местности или пребыванием в туннеле.
В итоге Кан решил разработать новую версию протокола, удовлетворяющую требованиям окружения с открытой сетевой архитектурой. Этот протокол позднее будет назван Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP - Протокол управления передачей/Межсетевой протокол). Весной 1973 года, после образования проекта "Internetting", Кан пригласил Винта Серфа (работавшего в то время в Стэнфорде) для совместной работы над детальной спецификацией протокола. Серф активно участвовал в проектировании и реализации NCP, поэтому он уже обладал информацией об интерфейсах с существующими операционными системами. Вооружившись архитектурным подходом Кана к коммуникациям и опытом Серфа, полученным во время работы над NCP, коллеги объединились для уточнения деталей того, что впоследствии станет семейством протоколов TCP/IP. Взаимообогащение дало превосходные результаты, и первая документированная версия выработанных спецификаций была распространена на специальной встрече Международной сетевой рабочей группы (INWG), состоявшейся во время конференции в Университете Суссекса в сентябре 1973 года.
|
|
|
Хотя в то время в Исследовательском центре компании Ксерокс в Пало-Альто (Xerox PARC) уже велись работы над сетями Ethernet, массового распространения локальных сетей пока не предвиделось. О персональных компьютерах и рабочих станциях вообще не было речи. Первоначальную модель составляли сети национального уровня, такие как ARPANET; предполагалось, что подобных сетей будет относительно немного. В результате под IP-адрес было отведено 32 бита, из которых первые 8 битов обозначали сеть, а оставшиеся 24 бита - компьютер в сети. Предположение о том, что в обозримом будущем окажется достаточно 256 сетей, пришлось пересматривать с появлением локальных сетей в конце 1970-х годов.
В первоначальном документе Серфа и Кана по объединению сетей описывался один протокол, названный TCP. Он предоставлял все услуги по транспортировке и перенаправлению данных в Интернете. Но первые попытки реализовать TCP породили версию, которая отлично работала для приложений типа пересылки файлов или удаленного входа в систему, но ряд ранних исследований продвинутых сетевых приложений, в частности, пакетной передачи голоса (1970-е годы), показал, что в некоторых случаях потерю пакетов не следует исправлять на уровне TCP. Это привело разделению TCP на два протокола - простой IP, обслуживающий только адресацию и перенаправление отдельных пакетов, и отдельный TCP, имеющий дело с такими операциями, как управление потоком данных и нейтрализация потери пакетов. Для приложений, не нуждавшихся в услугах TCP, была добавлена альтернатива - Пользовательский дэйтаграммный протокол (User Datagram Protocol, UDP), открывающий прямой доступ к базовым сервисам уровня IP.
|
|
|
Первоначально стимулом к созданию как ARPANET, так и Интернета было совместное использование ресурсов. Объединять сети было гораздо практичнее, чем увеличивать число очень дорогих компьютеров. Наибольшее влияние из инноваций того времени оказала электронная почта. Она породила новую модель межперсонального взаимодействия и изменила природу сотрудничества. Ключевая концепция создания Интернета состояла в том, что объединение сетей проектировалось не для какого-то одного приложения, но как универсальная инфраструктура, над которой могут быть надстроены новые приложения. Последующее распространение Всемирной паутины стало превосходной иллюстрацией универсальной природы сервисов, предоставляемых TCP и IP.
|
|
|
После этого начался долгий период экспериментов и разработок, направленных на развитие и шлифовку концепций и технологий Интернета, отправляясь от первых трех сетей (ARPANET, Packet Radio, Packet Satellite).
Ранние реализации TCP были выполнены для больших систем с разделением времени, таких как Tenex и TOPS 20, но Дэвид Кларк и его исследовательская группа из MIT решили доказать возможность компактной и простой реализации TCP, выполнив ее сначала для Xerox Alto (ранняя персональная рабочая станция, созданная в Xerox PARC), а затем для IBM PC. Эта реализация обладала полной интероперабельностью с другими воплощениями TCP, но была специально настроена на набор приложений и параметры производительности персональных компьютеров. Таким образом, удалось продемонстрировать, что рабочие станции могут войти в Интернет наряду с большими системами с разделением времени.
|
|
|
Большое распространение в 1980-е годы локальных сетей, персональных компьютеров и рабочих станций дало толчок бурному росту Интернета. Технология Ethernet, разработанная в 1973 году Бобом Меткалфом (Bob Metcalfe) из Xerox PARC, в наши дни является, вероятно, доминирующей сетевой технологией в Интернете, а ПК и рабочие станции стали доминирующими компьютерами. Переход к множеству сетей привел к выработке ряда новых концепций и внесению изменений в базовые технологии.
Рост Интернета вызвал важные изменения и в подходе к вопросам управления. Чтобы сделать сеть более дружественной, компьютерам были присвоены имена, делающие ненужным запоминание числовых адресов. Пол Мокапетрис (Paul Mockapetris) из Института информатики Университета Южной Калифорнии (USC/ISI) придумал доменную систему имен (Domain Name System, DNS). DNS позволила создать масштабируемый распределенный механизм для отображения иерархических имен компьютеров в Интернет-адресах.
С ростом Интернета пришлось пересмотреть и характер функционирования маршрутизаторов. В условиях быстрого увеличения числа сетей стало невозможно расширять этот ранний подход в нужном темпе. Его пришлось заменить иерархической моделью маршрутизации с Внутренним шлюзовым протоколом (Interior Gateway Protocol, IGP), используемым внутри каждой области Интернета, и Внешним шлюзовым протоколом (Exterior Gateway Protocol, EGP), применяемым для связывания областей между собой. Подобная архитектура позволила иметь в разных областях разные варианты IGP, учитывающие специфику требований к стоимости, скорости реконфигурации, устойчивости и масштабируемости.
Еще одной проблемой, вызванной ростом Интернета, стало внесение изменений в программное обеспечение, особенно в ПО хостов. DARPA поддержало исследования Университета Беркли (Калифорния) по модификации операционной системы Unix. Беркли переписали программы, полученные от BBN, чтобы более эффективно объединить их с Unix-системой в целом и ядром ОС в особенности, встраивание TCP/IP в Unix BSD оказалось критически важным для распространения протоколов среди исследовательского сообщества, так как большая часть специалистов в области информатики в то время начала использовать Unix BSD. Стратегия встраивания протоколов Интернета в операционную систему, поддерживаемую исследовательским сообществом, явилась одним из ключевых элементов успешного и повсеместного распространения Интернета.
Одной из самых интересных задач был перевод ARPANET с протокола NCP на TCP/IP, состоявшийся 1 января 1983 года. Это был переход в стиле "дня X", требующий одновременных изменений на всех компьютерах.Протокол TCP/IP был принят в качестве военного стандарта тремя годами раньше, в 1980 году. Это позволило военным начать использование технологической базы Интернета и, в конце концов, привело к разделению на военное и гражданское Интернет-сообщества. Перевод ARPANET с NCP на TCP/IP позволил разделить эту сеть на MILNET, обслуживавшую оперативные нужды, и ARPANET, использовавшуюся в исследовательских целях.
Таким образом, к 1985 году технологии Интернета поддерживались широкими кругами исследователей и разработчиков. Интернет начинали использовать для повседневных компьютерных коммуникаций люди самых разных категорий. Особую популярность завоевала электронная почта, работавшая на разных платформах. Совместимость различных почтовых систем продемонстрировала выгоды массовых электронных коммуникаций между людьми.
2 ноября 1988 года выпускник Корнельского университета Роберт Таппан Моррис запустил в сети свою программу, которая из-за ошибки начала бесконтрольное распространение и многократное инфицирование узлов сети. В результате было инфицировано около 6200 машин, что составило 7,3 % общей численности машин в сети. Эта программа, названная "червем Морриса", стала одним из первых вирусов (хотя формально червь не наносил какою-либо ущерба данным в инфицированных ЭВМ). Финансовые убытки, нанесенные "червем Морриса", были оценены в 98 253 260 долларов, и мировое сообщество всерьез озаботилась проблемой компьютерных вирусов.
Параллельно с экспериментальной проверкой Интернет-технологий и их интенсивным использованием частью специалистов по информатике разрабатывались и развивались другие сети и сетевые технологии. К середине 1970-х годов компьютерные сети начали расти, как грибы после дождя, - везде, где для этой цели удавалось найти финансирование. Министерство энергетики США сначала создало сеть MFENet в интересах исследователей термоядерного синтеза с магнитным удержанием, затем специалисты в области физики высоких энергий получили сеть HEPNet. Для астрофизиков из NASA построили сеть SPAN и т.д. Свободное распространение компанией AT&T, являвшейся в те далёкие времена монополистом на телефонных коммуникациях, операционной системы UNIX породило сеть USENet - самую большую в мире систему электронных досок объявлений, содержащую сообщения электронной почты и статьи, организованные в группы новостей, объединяя людей по интересам - основанную на встроенном в UNIX коммуникационном протоколе UUCP. В 1981 году Ира Фукс (Ira Fuchs) и Грейдон Фримэн (Greydon Freeman) придумали BITNet - сеть, связавшую академические мейнфреймы сервисами почтовой рассылки.
В коммерческом секторе начали появляться альтернативные технологии, такие как XNS от компании Xerox, DECNet, а также SNA от IBM. Потребность в обмене электронной почтой привела, тем не менее, к появлению одной из первых Интернет-книг - "!%@:: A Directory of Electronic Mail Addressing and Networks", которую написали Фрей (Frey) и Адамс (Adams). Эта книга посвящена трансляции почтовых адресов и перенаправлению сообщений. Только в программах JANet (Великобритания, 1984) и NSFNet (США, 1985) было явно провозглашено намерение обслуживать всех причастных к системе высшего образования, независимо от специализации. В самом деле, чтобы американский университет мог получить от NSF средства на подключение к Интернету, он, как было записано в программе NSFNet, "должен обеспечить доступность этого подключения для ВСЕХ подготовленных пользователей в университетском городке".
NSF разработал и ввел в действие "Правила пользования" магистральным сегментом NSFNet национального масштаба - NSFNet Backbone. Эти правила запрещали использование магистрали для целей, не способствующих исследовательской и учебной деятельности. Предсказуемым (и запланированным) результатом поощрения коммерческого сетевого трафика на местном и региональном уровнях в сочетании с отказом в транспортировке на национальном уровне стало активное создание и наращивание "частных", конкурирующих "дальнобойных" сетей, таких как PSI, UUNet, ANS CO+RE и (позднее) других.
На апрель 1995 года пришлась кульминация приватизационной политики NSF, выразившаяся в прекращении финансирования NSFNet Backbone. Высвободившиеся средства были (на конкурсной основе) перераспределены между региональными сетями для оплаты подключения к ныне многочисленным частным "дальнобойным" сетям, взявшим на себя обеспечение связности Интернета в национальном масштабе. Магистраль NSFNet Backbone прожила восемь с половиной лет. За эти годы на смену исследовательским маршрутизаторам пришло коммерческое оборудование. Сама магистраль выросла с шести узлов, соединенных каналами на 56 Кб/с, до 21 узла с множественными связями на 45 Мб/с. Число сетей в Интернете превысило 50 тысяч, из которых примерно 29 тысяч располагается на территории Соединенных Штатов, а остальные - во всех частях света.
Размах сети NSFNet и размеры финансирования этой программы (200 миллионов долларов за период с 1986-го по 1995 год) в сочетании с качеством протоколов привели к тому, что к 1990 году, когда окончательно разукомплектовали ARPANET, семейство TCP/IP вытеснило или значительно потеснило во всем мире большинство других протоколов глобальных компьютерных сетей, а IP уверенно становился доминирующим сервисом транспортировки данных в глобальной информационной инфраструктуре.
В 1987 году выявилась потребность в протоколе, обеспечивающем единообразное удаленное администрирование сетевых компонентов. Для этой цели было предложено несколько протоколов, в том числе Простой протокол управления сетью (Simple Network Management Protocol, SNMP). Кроме SNMP, были предложены протоколы HEMS (High-level Entity Management System - Высокоуровневая система управления объектами - более сложный проект исследовательского сообщества) и CMIP (Common Management Information Protocol - Общий протокол передачи управляющей информации - проект OSI-сообщества). Серия встреч привела к решению вывести HEMS из числа кандидатов на стандартизацию, чтобы разрядить конфликтную ситуацию. Было решено также продолжить работы над обоими оставшимися протоколами - SNMP и CMIP, причем SNMP рассматривался как краткосрочное решение, а CMIP - как более долгосрочное. Рынок мог делать выбор по своему усмотрению. В наше время практически повсеместно базой сетевого управления служит SNMP.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 411; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!