История и перспективы развития компьютерных сетей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Хронология важнейших событий

Глава 1. История развития компьютерных сетей

1.1 Технологии, повлиявшие на развитие компьютерных сетей

1.2 Первые глобальные компьютерные сети

1.3 ARPANET

1.4 Схема развития сети ARPANET

1.5 Появление WWW

1.6 Дальнейшее развитие INTERNET

1.7 IPng

Глава 2. Перспективы развития компьютерных сетей

2.1 Семантическая сеть

2.2 IFTTT - if this, than that

2.3 Native Client

2.4 HTTP2 и SPDY

2.5 Интерфейсы

2.6 Устройства хранения информации

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Цель данной курсовой работы является приобретение навыков по решению поставленных задач в сфере применения компьютерных сетей и правильного их понимания в целом. В частности, целью проекта является изучение истории компьютерных сетей, в целом, основных ее этапов в отдельности. А так же прогнозирования последующего роста компьютерных сетей и развития, связанных с ними технологий.

В прошлом году численность веб-аудитории достигла 2, 1 млрд человек, то есть постоянный выход в Сеть есть у 30% населения Земли. Важно отметить, выход в сеть осуществляется не только с персональных компьютеров, но и с мобильных устройств.

Эта тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а также обмен информацией между компьютерами.

Огромное значение имеет рост числа web-сервисов, таких как видео и аудио связь в реальном времени. Мгновенные сообщения и различные социальные сообщества. Электронные билеты и покупки, банковские услуги. и множество других, которые необратимо проникли в нашу повседневную жизнь. Но основной, является, информационная составляющая, с помощью компьютера, подключенного к сети интернет, мы имеем доступ к практически всей информации накопленной человечеством за тысячелетия.

Если ранее сеть использовалась исключительно в качестве среды

передачи файлов и сообщений электронной почты, то сегодня решаются более сложные задачи распределенного доступа к ресурсам. Интернет, служившая когда-то исключительно исследовательским и учебным группам,

чьи интересы простирались вплоть до доступа к суперкомпьютерам,

становится все более популярной в деловом мире.

Компании соблазняют быстрота, дешевая глобальная связь, удобство для

проведения совместных работ, доступные программы, уникальная база

данных сети Интернет. Они рассматривают глобальную Сеть, как

дополнение к своим собственным локальным сетям.

При низкой стоимости услуг (часто это только фиксированная

ежемесячная плата за используемые линии или телефон) пользователи могут

получить доступ к коммерческим и некоммерческим информационным

службам США, Канады, Австралии и многих европейских стран. В архивах

свободного доступа сети Интернет можно найти информацию практически

по всем сферам человеческой деятельности, начиная с новых научных

открытий до прогноза погоды на завтра.

И это только начало. Несомненно, в конечном счете, все придут к

пониманию того, что наступает Эра Информации; потребность в ней

возрастает и будет возрастать лавинообразно, количество потребителей тоже.

Никуда от этого не деться. Без надежной и оперативной информации нельзя

идти в ногу со временем, развивать науку и технику.

компьютерная сеть интернет

Хронология важнейших событий из истории развития компьютерных сетей

Этап	Время
Первые глобальные связи компьютеров, первые эксперименты с пакетными сетями	Конец 60-х
Начало передач по телефонным сетям голоса в цифровой форме	Конец 60-х
Появление больших интегральных схем, первые мини-компьютеры, первые нестандартные локальные сети	Начало 70-х
Создание сетевой архитектуры IBM SNA	1974
Стандартизация технологии Х. 25	1974
Появление персональных компьютеров, создание Интернета в современном виде, установка на всех узлах стека TCP/IP	Начало 80-х
Появление стандартных технологий локальных сетей (Ethernet - 1980 г., Token Ring, FDDI - 1985 г.)	Середина 80-х
Начало коммерческого использования Интернета	Конец 80-х
Изобретение Web	1991

Глава 1. История компьютерных сетей

Тема: «История и перспективы развития компьютерных сетей»

История развития компьютерных сетей. За прошедшие 35 лет в этом процессе приняли участие многие специалисты и пользователи сетей. Процесс создания и коммерческого применения новых типов сетей был значительно более сложным, в этой заметке отмечены лишь основные этапы.

1.1 Технологии, повлиявшие на развитие компьютерных сетей

Развитие компьютерных сетей сопряжено с развитием вычислительной техники и телекоммуникаций. Компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.

Системы пакетной обработки

Обратимся сначала к компьютерному корню вычислительных сетей. Первые компьютеры 50-х годов - большие, громоздкие и дорогие - предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Часто эти монстры занимали целые здания. Такие компьютеры не были предназначены для интерактивной работы пользователя, а применялись в режиме пакетной обработки.

Системы пакетной обработки, как правило, строились на базе мэйнфрейма - мощного и надежного компьютера универсального назначения. Пользователи подготавливали перфокарты, содержащие данные и команды программ, и передавали их в вычислительный центр (см. рис. ниже). Операторы вводили эти карты в компьютер, а распечатанные результаты пользователи получали обычно только на следующий день. Таким образом, одна неверно набитая карта означала как минимум суточную задержку. Конечно, для пользователей интерактивный режим работы, при котором можно с терминала оперативно руководить процессом обработки своих данных, был бы удобней. Но интересами пользователей на первых этапах развития вычислительных систем в значительной степени пренебрегали. Во главу угла ставилась эффективность работы самого дорогого устройства вычислительной машины - процессора, даже в ущерб эффективности работы использующих его специалистов.

Многотерминальные системы - прообраз сети

По мере удешевления процессоров в начале 60-х годов появились новые способы организации вычислительного процесса, которые позволили учесть интересы пользователей. Начали развиваться интерактивные многотерминальные системы разделения времени. В таких системах каждый пользователь получал собственный терминал, с помощью которого он мог вести диалог с компьютером. Количество одновременно работающих с компьютером пользователей определялось его мощностью: время реакции вычислительной системы должно было быть достаточно мало, чтобы пользователю была не слишком заметна параллельная работа с компьютером других пользователей.

Терминалы, выйдя за пределы вычислительного центра, рассредоточились по всему предприятию. И хотя вычислительная мощность оставалась полностью централизованной, некоторые функции, такие как ввод и вывод данных, стали распределенными.

Подобные многотерминальные централизованные системы внешне уже были очень похожи на локальные вычислительные сети. Действительно, рядовой пользователь работу за терминалом мэйнфрейма воспринимал примерно так же, как сейчас он воспринимает работу за подключенным к сети персональным компьютером. Пользователь мог получить доступ к общим файлам и периферийным устройствам, при этом у него поддерживалась полная иллюзия единоличного владения компьютером, так как он мог запустить нужную ему программу в любой момент и почти сразу же получить результат. (Некоторые далекие от вычислительной техники пользователи даже были уверены, что все вычисления выполняются внутри их дисплея.)

Однако до появления локальных сетей нужно было пройти еще большой путь, так как многотерминальные системы, хотя и имели внешние черты распределенных систем, все еще поддерживали централизованную обработку данных.

К тому же потребность предприятий в создании локальных сетей в это время еще не созрела - в одном здании просто нечего было объединять в сеть, так как из-за высокой стоимости вычислительной техники предприятия не могли себе позволить роскошь приобретения нескольких компьютеров. В этот период был справедлив так называемый закон Гроша, который эмпирически отражал уровень технологии того времени. В соответствии с этим законом производительность компьютера была пропорциональна квадрату его стоимости, отсюда следовало, что за одну и ту же сумму было выгоднее купить одну мощную машину, чем две менее мощных - их суммарная мощность оказывалась намного ниже мощности дорогой машины.

1.2 Первые глобальные компьютерные 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 задачи - 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 доступ 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 является базовым признаком любой вычислительной сети.

На основе подобного механизма в первых сетях были реализованы службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронной почты и другие ставшие теперь традиционными 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, состоял 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 информацию с постоянной скоростью, не мог эффективно использоваться пульсирующим трафиком

компьютерных данных, у которого периоды интенсивного обмена чередуются с продолжительными паузами. Натурные эксперименты и математическое моделирование показали, что 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 самостоятельно 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 каналы связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, 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 глобальных сетях такого типа обычно ограничивался передачей файлов (преимущественно в фоновом режиме) и электронной почтой. Помимо низкой скорости такие каналы имеют и другой недостаток - они вносят значительные искажения в передаваемые сигналы. Поэтому протоколы глобальных сетей, построенных с использованием каналов связи низкого качества, отличаются сложными процедурами контроля и восстановления данных.

1.3 Arpanet

Предпосылки

В 1957 г. в США, по указанию президента Дуайта Эйзенфаура, в составе Отдела Обороны (DoD, Department of Defence) формируется два правительственных органа: Национальная аэрокосмическая администрация NASA (National Aeronautics and Space Administration), которая в представлений не нуждается, а также Агентство по Передовым Оборонным Исследованиям (DAPRA или Defence Advanced Research Projects Agency). Сделано это было с целью продвижения военных технологий США на лидирующие позиций в мире.

Прогресс человечества и военные технологий всегда идут вместе, поэтому весь начальный этап развития нарождающей Сети будет связан с военными ведомством США. В начале 60-х годов основные работы DAPRA были посвящены разработке метода соединений компьютеров друг с другом. Агентство выделяет денежные средства для привлечения к перспективным разработкам университетов и корпораций (Массачусетский Технологический Институт -MIT, некоммерческая организация, занимающаяся стратегическими исследованиями и разработками -RAND Corporation).

В 1962 г. Дж. Ликлайдер (J. C. R. Liclider) публикует работу «Galactic Network», в котором предсказывает возможность существования в будущем глобальной компьютерной связи между людьми, имеющими мгновенный доступ к программам и базам данных из любой точки земного шара. Как это не удивительно, его предвидение в полном мере отражало современное устройство всемирной Сети. Тогда же, в августе 1962 г., вышла статья Дж. Ликлайдера и В. Сларка «Интерактивная связь человека с компьютером».

Возглавим первую исследовательскую программу, начатую DAPRA 4 октября 1962 г. Ликлайдер сумел увлечь своей концепцией группу ученых, среди которых был и его преемник- исследователь из MIT Лоуренс Робертс (Lowrence G. Roberts), а также Ивана Сазерленда (Ivan Sutherland) и Боба Тейлора (Bob Taylor).

В июле 1961 г. Леонард Клейнрок (Leonard Kleinrock) разработал и впервые опубликовал статью «Информационный поток в крупных коммутационных Сетях», где представил новую теорию передачи данных. Это была первая публикация по теорий коммутаций пакетов. В 1964 г. новая концепция вышла уже в книге. Тогда же Л. Клейнрок убедил Л. Робертса в возможности коммуникаций с использованием пакетов и в преимуществах своей теорий перед древнейшим принципом коммутаций каналов. Как известно, при пакетной коммутаций необходимые для передачи данные разбиваются на фрагменты, к каждому из которых присоединяется заголовок (адрес), одержащий полную информацию о доставке пакета по назначению. В результате один канал связи может использоваться для одновременно передачи данных множества пользователей, тогда как при коммутаций каналов, широко используемой в традиционной телефонной связи, канал связи выделяется исключительно к услугам двух пользователей, расположенные на его концах.

В преддверии

Для проверки новой концепций пакетной коммутаций Л. Робертс и Т. Мерилл еще в 1965 г. соединили компьютер TX-2 в штате Массачусетс (MIT, Лабораторий Линкольна) с компьютером Q-32 в System Development Corporation (Санта-Моника, Калифорния) с помощью низкоскоростных телефонных коммутируемых линий (пока еще без коммутаций пакетов).

Таким образом, в 1965 г. в США была создана первая в историй маленькая, но вовсе даже нелокальная компьютерная сеть. Результатом эксперимента стало понимание того, что компьютеры могут успешно работать вместе, выполняя программы и осуществляя выборку данных. Стало также ясным и то, что телефонная сеть с коммутацией каналов абсолютно непригодна для построения компьютерной сети. Разумеется, Л. Клейнрок еще раз убедился в необходимости пакетной коммутаций, и это было в тот момент самым главным.

В конце 1966 г. DARPA пригласило Л. Робертса для реализаций проекта компьютерной сети ARPANET. Целями проекта были объединения исследовательских учреждений, проведение экспериментов в области компьютерной коммуникаций, а также изучение способов поддержки надежной связи в условиях ядерного нападения.

Итак, Л. Робертс начал работать над разработкой концепций децентрализованного (распределенного) управления военными и гражданскими объектами в период ведения войн. Довольно быстро появился план ARPANET. В 1967 г. на симпозиуме по Принципам Взаимодействия (Operating Principles), организованной Ассоциацией машинных вычислений (ACM, Association for Computing Machinery), которая была основана еще 1947 г. и является первым научным и образовательным компьютерным сообществом, был представлен проект сети с коммутацией пакетов. И тогда же, в 1967 г. первое издание проекта ARPANET опубликовано Л. Робертсом.

В 1964 г. группа сотрудников RAND Corporation написала статью по сетям с пакетной коммутацией для надежных голосовых коммуникаций в военных системах. Работы, которые проводились в середине 60-х годах в MIT, RAND, и NPL, были во многом параллельными, и эти организаций не имели информации о деятельности друг друга. Разговор Л. Робертса с сотрудниками NPL увенчался заимствованием слова «пакет» и решение увеличить предлагаемую скорость передачи по каналам проектируемой сети ARPANET с 2, 4 Кб/с до 50 Кб/с.

В конце 1969 г. в одну компьютерную сеть были включены четыре исследовательских центра:

University of California Los Angeles (UCLA) ;

Stanford Research Institute (SRI) ;

University of California at Santa Barbara (UCSB) ;

University of Utah.

1.4 Схема развития компьютерной сети arpanet

В октябре 1969 г. было послано первое электронное сообщение между узлами UCLA (Калифорнийский Университет, Лос-Анджелес) и SRI (Исследовательский Институт Стэнфорда). Говорят, что в самом начале работы эта сеть сразу же «зависла», но процесс пошел.

Вот так четыре удаленных компьютера были объединены в первоначальную конфигурацию ARPANET. Так, собственно и началось становление и рост Internet'а, которому уже, если можно считать, 33 года. Одновременно Р. Кан разработал общую архитектуру сети ARPANET, Л. Робертс разработал топологию и экономические вопросы, Л. Клейнрок представил все средства измерений и анализа сети.

1.5 Arpanet перерастает в internet

1971 год. Подключено уже 23 хоста ARPANET. Самое главное событие: Рэй Томлисон (Ray Tomlison), программист из компании BBN, разрабатывает систему электронной почты и пишет программу почтовых сообщений - первый почтовый клиент, которыйможно было передавать по сети. Он же предложил использовать значок @, который по сей день является неотъемлемой частью любого электронного адреса.

1972 год

На международной конференции по компьютерам и связи было продемонстрировано взаимодействие TIP (Terminal Interface Processor) c 40машинами сети. Создана Рабочая Группа Национальной Сети (InterNetworking Working Group, INWG) под председательством профессора Станфордскогоуниверситета Винтона Кирфа. На тот момент уже существовала путаница спротоколами. Опубликована спецификация Telnet (RFC 454). Одновременно с ней появилась, и первая коммерческая версия UNIX, написанная на C. УспехUNIX превзошел все ожидания (с нынешней точки зрения это вполнепонятно). Менее чем через полгода были проведены первые международные подключения к ARPANET. КсетиподключилисьмашиныизАнглии (UniversityCollegeofLondon) иНорвегии (RogeeRadarEstablishment). Тогда же была запущена спутниковая линия связи с Гавайским университетом.

1976 год

Роберт Меткалф (Robert Metcalfe), сотрудник исследовательской лаборатории компании Xerox, создает Ethernet - первую локальную компьютернуюсеть. В этом же году Майк Леcк (Mike Lesk) из AT&T (American Telephone &Telegraph) разработал протокол UUCP (Unix-to-Unix Copy), и уже через годэтот протокол стал поставляться вместе с UNIX версии 7; версия UUCPBerkeley была выпущена несколько позднее. К концу 1980 года ARPANET объединяла в сложную иерархическую структуру более 100 хост-компьютеров на четырех континентах. Охватив половину земного шара, она сохранила принцип свободного доступа, за исключением оплаты услуг телекоммуникационных компаний, и стала важным инструментом сотрудничества для научных и бизнес-организаций. Число коммерческих сетей телеобработки данных (Telenet, Tymnet, Datapackи др.) превысило два десятка, а общий объем оказываемых ими услугперешагнул отметку 300 млн дол.

1982 год

В январе DCA и DARPA постановили основными протоколами передачиданныхпоИнтернетуInternetProtocol (IP) иTransmissionControlProtocol (TCP).

1984 год

Введена знаменитая система DNS (Domain Name System). Число хостов превысило тысячу.

1986 год

Разработан и внедрен NNTP (Network News Transfer Protocol) для улучшения работы с новостями в Usenet.

1989 год

Число хостов превысило 100 000. К сети подключились Австралия, Великобритания, Германия, Израиль, Италия, Мексика, Нидерланды, Новая Зеландия, Пуэрто Рико и Япония.

1990 год

ARPANET прекратила свое существование, ее функции продолжалаNSFNET, уже объединившая большинство сетей и практически ставшая Интернетом в том виде, в котором он есть сейчас. В связи с этим очень быстро начали расти Интернет-провайдеры. Первым коммерческим ISP былTheWorld.

ПослеARPANET

События 1991-1999 гг. Gopher, WWW (HTTP). PGP. Браузер. InterNIC, ISOC, IETF. IP-телефония.

1990 годСоздан первый текстовый браузер, названный WWW.

1.5 Появление www

1991/92 год

Инженер из Европейской Физической Лаборатории CERN Тим Бернес-Ли (Tim Berness-Lee) разработал известный всем протокол WWW (WorldWide Web) и идею гипертекста как таковую. Эта разработка была сделана, прежде всего, для обмена информацией среди физиков. Именно с этого года начинается история Всемирной Паутины (WorldWide Web, WWW). Концепция Всемирной Паутины, в отличие от существующих к тому времени протоколов Интернет, таких как FTP, Telnet, WAIS, дала возможность представлять информацию в естественной форме с текстом, графикой, звуком и прочими атрибутами. Фактически же WWW - это распределённая система, основанная на использовании гипертекста, впервые предложенного в 70-х годах Тедом Нельсоном. Появились первые компьютерные вирусы, распространяемые черезИнтернет. Филипп Циммерман (Philip Zimmermen) разработал PGP (Pretty GoodPrivacy).

ГИПЕРТЕКСТ

Термин гипертекст был введён Тедом Нельсоном в 1965 году для обозначения «текста ветвящегося или выполняющего действия по запросу». Обычно гипертекст представляются набором текстов, содержащих узлы перехода от одного текста к какому-либо другому, позволяющие избирать читаемые сведения или последовательность чтения. Общеизвестным и притом ярко выраженным примером гипертекста служат веб-страницы - документы на HTML (гипертекстовом языке разметки), размещённые в Сети. В более широком понимании термина, гипертекстом является любая повесть, словарь или энциклопедия, где встречаются отсылки к другим частям данного текста.

В компьютерной терминологии, гипертекст - размеченный текст, содержащий в себе ссылки на внешние ресурсы.

Число хостов сети Интернет в 1992 году превысило 1 000 000!

1.6 Дальнейшее развитие internet

1994 год

Интернет отмечает своё 25-летие. Началась торговая деятельность через сеть. Российский хакер Владимир Левин, по официальной версии, атаковал американский Ситибанк (CitiBank). Взлом происходил в сети Sprint. В этом же году произошло два важных события. Первое, это разработка средств защиты доступа для Паутины, и второе, лицензирование браузераMosaic - которое открыло дорогу коммерческим разработкам. Джеймс Кларк (James Clark), основатель компании Silicon Graphics, в апреле основал компанию Mosaic Communication Corporation, в которую пригласил разработчика Mosaic Марка Андрисена и часть его команды из NCSA. Трафик по Интернету превысил 10 гигабайт/месяц. По популярности среди пользователей WWW обошла Telnet (скорее всего, по удобству интерфейса).

1995 год

В результате бурного роста сеть разрослась до уровня шести миллионовподключенных серверов. Запущена поисковая машина AltaVista. Появилась потоковая технология RealAudio. Появляются первые варианты будущей IP-телефонии. Регистрация доменных имен перестала быть бесплатной. Начиная с 14сентября за регистрацию, которая до этого субсидировалась NSF, взимается плата в размере 50$. С апреля следующего года NSF, существовавшая только благодаря поддержке правительства, исчезла, и была установлена коммерческая система. Интернет продолжил свое бурное существование. Проведена серия успешных хакерских атак против официальных ведомств США.

1996 год

Началось соревнование между браузерами Netscape, созданным под руководством Марка Андреесона, и InternetExplorer, разработанным компаниейMicrosoft. В мире существует 12. 8 млн. хостов и 500 тыс. сайтов.

1997 год

Произошла весомая катастрофа, показывающая, насколько все же нестабилен Интернет - ошибка в DNSNetworkSolutions привела к блокированию доступа к миллионам коммерческих Web-сайтов. Увы, но пресловутая децентрализация, ради которой все это затевалось, себя не оправдала.

1999 год

Впервые предпринята попытка цензуры Интернета (популярен принцип: «Интернет никому не принадлежит»). В ряде стран (Китай, Саудовская Аравия, Иран, Египет, страны бывшего СССР) государственными органами предприняты серьезные усилия, чтобы технически блокировать доступ пользователей к определенным серверам и сайтам политического, религиозного или порнографического характера. Отдельно запрещаются сайты, популярные среди сексуальных меньшинств.

2001 год

Число пользователей Интернет превзошло 530 млн.

2002 год

Сеть Интернет связывает 689 млн. человек и 172 млн. хостов.

22 января 2010 года прямой доступ в Интернет получил экипаж Международной космической станции.

2011год Розданы последние адресаIPv4, а новый протокол IPv6 не обладает обратной совместимостью. Теперь необходимо поддерживать оба протокола (IPv4 и IPv6) на протяжении целого ряда лет.

1.7 Ipng

- Internet Protocol next generation - следующеепоколение протокола Internet.

То, что сейчас называют IP есть на самом деле 4 версия основного протокола Internet - IPv4. Он был создан более десяти лет назад и поэтому не мог предусмотреть тех проблем, которые стали возникать в Internet в последние годы, когда Internet вдруг начала расти темпами просто фантастическими. К тому же IPv4 был создан раньше своего стандартного аналога -OSI CLNP, что привело к тому, что он менее продуман. Всё же IPv4 продолжает служить верой и правдой, но порой ему приходится тяжеловато.

Например, возникла проблема с адресами класса B -- оказалось, их нужно больше, чем предполагалось. Эта проблема довольно серьёзна, она может начать сдерживать развитие Internet.

IPv4 не предусматривает объединения сетевых адресов в группы, поэтому маршрутизаторы вынуждены содержать информацию о каждой сети в Internet, даже если эти сети фактически объединены в группы. Это приводит к огромным таблицам маршрутизации. Эта проблема была частично решена введением CIDR -- Classless Inter-Domain Routing -- бесклассовой меж-доменной маршрутизации. В этой схеме одна запись в таблице маршрутизации может использоваться для целой группы сетей. Это разумно, если они действительно расположены вместе. Например, две сети класса B 128. 142 и 128. 143 (сети CERN) могут быть помещены в одну запись и маршрутизация сообщений, адресованных в эти сети будет единой. Хотя CIDR справилась с устрашающим ростом таблиц маршрутизации, легко видеть, принимая во внимание экспоненциальность роста Internet, что она представляет собой временную заплатку.

Было несколько попыток кардинального решения этих проблем: CATNIP, SIPP, TUBA. Однако, они страдали рядом недостатков, которые делали неразумной их реализацию.

После множества переговоров специалисты, занимающиеся данной глобальной проблемой, пришли к консенсусу: было решено в качестве основы для разработки нового протокола принять SIPP, адрес в Internet сделать 16-байтным и использовать упрощённую (по сравнению с SIPP) схему перехода к новому стандарту. Протокол, предложенный этим проектом, получил название IPv6 и стал далее дорабатываться IETF.

Почему 6, а не 5? Потому что 5 уже используется под ISP -- Internet Stream Protocol.

IPv6 среди прочего предусматривает встроенные функции управления потоками в реальном времени, обеспечения безопасности, автоматической настройки (конфигурации) и т. д. Переход на этот протокол избавит Сеть от многих накопившихся проблем.

Легко посчитать, что 16-байтный адрес может быть использован для идентификации элемента в множестве, состоящем из 2. 5x1038 элементов:

28x16 = 2128 = 0. 25x2130 = 0. 25x210x13 = 0. 25x (210) 13 = 0. 25x102413 = (приближённо) = 0. 25x100013 = 2. 5x0. 1x103x13 = 2. 5x1038.

Это просто астрономическое число. Примерно столько молекул содержится в 7 миллиардах тонн воды (куб воды со стороной 1, 9км). Этим множеством адресов можно адресовать каждый квадратный нанометр земной поверхности!

Всё множество адресов организовано в иерархические структуры, что позволит разумно ограничить размеры необходимых таблиц маршрутизации. Начальные (первые) адреса в IPv6 есть просто адреса по IPv4 с фиксированной приставкой.

Разработана соответствующая схема перехода к новому протоколу и план жития в эпоху перемен, последняя версия которого получила название Simple IPng Transition -- SIT. Конечно, в нём были использованы все те находки и мудрые идеи, наработанные в предшественниках (TUBA и т. п.). Как уже было сказано, SIT основан на SIPP, но по сравнению с ним сильно упрощён. SIT предполагает, что обновлённые хосты в Internet будут использовать как IPv6, так и IPv4: при взаимодействии со ``старорежимными'' узлами они будут использовать IPv4, а при взаимодействии с обновлёнными -- IPv6. Для передачи трафика IPv6 через узлы старого образца (работающие только с IPv4) будет использоваться методика инкапсуляции. Так как первые IPv6-адреса будут представлять собой просто IPv4-адреса с постоянной приставкой (ведущими нулями, например, 0…0. 159. 93. 17. 13), то эта инкапсуляция будет совершенно тривиальной. И всё же предусматривается возможность динамической картографии прямого и обратного отображений адресных пространств IPv4 и IPv6.

Достоинством этого плана переходного периода является то, что отдельные элементы Сети (узлы, хосты, маршрутизаторы) можно преобразовывать к новому стандарту относительно независимо. Не требуется никакого Генерального плана одновременного преобразованияInternet. Очевидно, всё же начинать надо именно с DNS-серверов, так чтобы они были способны выдавать новые (в новой форме) адреса преобразованных узлов.

Глава 2: Перспективы развития компьютерных сетей

Тема: «История и перспективы развития компьютерных сетей»

2.1 Семантическая сеть

Существующая сеть WWW представляет собой гигантское количество информации в формате, приспособленном для человеческого восприятия. Пользователь может перескакивать с одной ссылки на другую, давать запросы различным поисковым системам или же находить сайты, просто вводя их адреса. И хотя веб-страницы весьма привлекательны для человека, для компьютерной программы же, обрабатывающей их содержимое, они не более чем строчки из случайных символов.

Компьютерная программа не способна, загрузив произвольный документ, будь то веб-страница или какой-то файл, понять его содержание. Она конечно может сделать некие догадки, основываясь на HTML- или XML-тэгах, но всё равно требуется человек-программист, который должен разобраться в них и понять смысл, или семантику, каждого из тэгов. С точки зрения компьютера, существующая Сеть WWW - это полная неразбериха. К счастью, выход есть: это Семантическая Сеть.

Рис. Эволюция сети WWW

Как представлял себе Тим Бернерс-Ли. Семантическая Сеть должна стать неким дополнением сети WWW, состоящим из понятной машинам информации. Реализация этой новой Сети станет возможна благодаря ряду новых стандартов, разрабатываемых WWW-Консорциумом (W3C). Когда Семантическая Сеть наберёт обороты, значительное число информационных ресурсов будут пригодными для использования как человеком, так и программными агентами. Другими словами, программные агенты наконец-то научаться читать Интернет.

Подобно тому, как Семантическая Сеть является расширением обычной сети WWW, Семантические веб-сервисы расширяют понятие обычных веб-сервисов. В настоящее время создаются программы, способные искать нужные им порты и регистры, такие как UDDI-сервер, который является перечнем доступных веб-сервисов. И хотя программа может найти некий веб-сервис без помощи человека, она не в состоянии понять, как именно им пользоваться и даже просто для чего он предназначен. Язык описания веб-сервисов (WSDL) даёт нам инструмент для описания того, каким образом взаимодействовать с тем или иным веб-сервисом, тогда как семантическая разметка снабжает нас информацией о том, что и как

делаетданный сервис.

Чтобы семантические-сервисы стали реальностью, язык разметки должен быть достаточно информативным с тем, чтобы компьютер был способен самостоятельно понимать смысл записанных на нём выражений. Ниже мы приводим требования, которым должен отвечать такой язык:

? Необходимость поиска сервисов (обнаружение)

Начнём с того, что программы должны иметь возможность самостоятельно находить (или обнаруживать) требуемые им веб-сервисы. Заметим, что ни WSDL, ни UDDI не позволяют программе понять, для чего именно с точки зрения клиента служит тот или иной веб-сервис. Семантический же веб-сервис сможет предъявить описание своих свойств и возможностей с тем, чтобы программы могли сами распознавать его предназначение.

? Необходимость запускать сервисы (запуск)

Программы должны уметь самостоятельно узнавать, каким образом запускать и исполнять данный сервис. Например, если выполнение сервиса представляет собой многошаговую процедуру, то программе требуется знать, как ей следует взаимодействовать с сервисом, чтобы требуемая последовательность шагов осуществилась. SW-сервис предъявляет исчерпывающий перечень того, что должен уметь агент для запуска и выполнения данного сервиса. Сюда же следует отнести описание входных и выходных данных этого сервиса.

? Необходимость использования вместе нескольких сервисов (композиция)

Программы должны уметь отбирать нужные им веб-сервисы и комбинировать их для достижения своих целей. Сервисам необходимо будет тесно взаимодействовать друг с другом, так чтобы получающийся в результате их комбинирования результат был приемлемым решением поставленной задачи. Таким образом, программные агенты смогут строить совершенно новые сервисы, комбинируя сервисы, уже имеющиеся в Сети.

? Необходимость узнавать, что происходит после запуска сервиса (мониторинг)

Программный агент должен уметь определять свойства данного сервиса и следить за его выполнением. Некоторым сервисам может требоваться определённое время для исполнения работы, и агенты должны быть в состоянии следить за ходом выполнения сервиса.

Снабдив агентов возможностями самостоятельно обнаруживать, запускать, комбинировать и следить за исполнением сервисов без участия человека, мы сможем создать новые достаточно функциональные приложения. Представьте себе некую Интегрированную Среду Разработки (IDE - Integrated Developer Environment), которая не только содержит перечень доступных сервисов, но также предлагает подходящие их комбинации, удовлетворяющие требованиям, сформулированным Вами на языке высокого уровня. Вместо того, чтобы пролистывать длинные списки сервисов в поисках того, входные параметры которого соответствуют Вашему приложению, Вы просто обращаетесь к среде IDE, которая предложит Вам сервисы, в точности, подходящие для Ваших целей.

Можно будет также создать неких персональных агентов, чтобы употребить всю мощь Сети на пользу конечному пользователю. Например, такой персональный агент вполне мог бы провести подготовку к празднованию дня рождения, получив лишь минимальные входные данные от пользователя. Подобный агент мог бы скомбинировать сервисы по заказу товаров, их покупке и доставке самостоятельно, преследуя поставленную перед ним пользователем на языке высокого уровня цель - подготовку праздника. Когда такие вещи будут делаться автоматически, пользователь сможет экономить как время, так и деньги.

Вообще говоря, стандартизация семантических-сервисов следует по пятам развития самой Семантической Сети. Из этого, к сожалению, также следует, что подобные сервисы находятся на ещё более ранней, нежели Семантическая Сеть, стадии развития. Исследователями и разработчиками было предложено несколько спецификаций для создания и использования семантически «мыслящих» веб-сервисов. Какая из этих спецификаций станет стандартом - вопрос, остающийся пока без ответа.

Рис. Пример работы семантического сервиса

Язык RDF является первичной основой для построения Семантической Сети. Уже появляются разработки, приближающиеся к понятию SW-сервиса, основанные на спецификациях RDF и RDF-Схема. Более того, некоторые реально работающие сервисы, как например MusicBrainz (www. musicbrainz. org), уже предлагают SWS-ориентированные Интерфейсы Прикладного Программирования (API), базирующиеся на RDF. И хотя упомянутый MusicBrainz удовлетворяет не всем перечисленным нами выше требованиям к семантическим-сервисам, данные API можно считать значительным шагом на пути построения семантических-сервисов.

Другая заслуживающая внимания спецификация - разработанный в DARPA Язык Разметки Агентов (DAML) и связанная с ним онтология сервисов, именуемая DAML-S. Язык DAML, разработанный группой исследователей в рамках DARPA-программы, имеет в своём арсенале гораздо более богатый по сравнению с RDF набор синтаксических конструкций.

DAML позволяет задавать достаточно замысловатые свойства объектов, а также характеристики свойств, такие как эквивалентность и однозначность. Тем самым он гораздо более выразителен, чем его предшественник RDF. В качестве узкоспециализированного применения DAML был создан язык DAML-S как необходимый стандарт для построения семантических-сервисов. Если на языке WSDL мы можем лишь сообщить агенту, как работает некий сервис, то уже DAML-S позволяет описать, что именно данный сервис предлагает клиенту и как им следует пользоваться. В этом смысле он дополняет WSDL, снабжая недостающей информацией для того, чтобы агенты имели возможность решать задачи обнаружения и автоматического запуска сервисов.

Взяв DAML за отправную точку, Консорциум W3C поручил Рабочей Группе по Сетевым Онтологиям выработать приемлемый для всех стандарт для Языка Сетевых Онтологий. Получившийся в результате язык OWL находится сейчас в стадии разработки.

Ещё один круг исследований и разработок сосредоточился на другой системе для построения SW-сервисов - Системе Моделирования Веб-Сервисов (WSMF), которая была предложена как средство для создания SW-сервисов. Она частично основана на языке WSFL (Web Services Flow Language) фирмы IBM, который является XML-языком для описания подчинённых бизнес-процессам комбинаций веб-сервисов.

К настоящему времени спецификация DAML-S привлекла большое внимание в академических кругах и исследовательских сообществах. Вероятнее всего, однако, будет создан её эквивалент, основанный на языке OWL, который уже и станет стандартом de facto для построения семантических-сервисов. Сейчас пока разработчики не нацелены на использование таких сервисов для каких-либо практических целей. Однако уже в скором времени начнут появляться общедоступные Семантические веб-сервисы.

Работы в области Семантической Сети и веб-сервисов тесно связаны друг с другом. Цели обоих - сделать информацию в современной Всемирной Компьютерной Сети понятной программным агентам. И мощной комбинацией этих двух разработок является создание технологии Семантических веб-сервисов.

2.2 Ifttt -ifthis, thanthat

Концепция «интернета вещей - она предполагает непосредственное «общение» самых разных устройств через интернет без какого-либо вмешательства человека. Между тем мы всё ещё в самом начале пути автоматизации «интернета вещей», и до полноценного его использования далеко.

Лучший пример правильно организованного «интернета вещей» - это сетевая служба ifttt. com IFTTT (произносится как «ифт»), относящаяся к категории так называемых мешап-сервисов, то есть веб-сервисов, объединяющих в единый инструмент данные из разных источников. Аббревиатура IFTTT расшифровывается как «If this, than that», то есть «если это, тогда то», и именно так и действует эта служба, автоматизирующая выполнение заданной последовательности операций.

К примеру, вы можете задать автоматическое сохранение в облаке Dropbox всех фотографий в Facebook, отмеченных вашим тэгом, или запрограммировать ежедневную отправку вам текстовых сообщений о прогнозе погоды по утрам в 7: 00.

Но если объединить функциональность IFTTT с возможностями аппаратных устройств, то получится гораздо более любопытная система. Уже можно приобрести различные устройства, совместимые с IFTTT. К примеру, компания Belkin выпускает датчики движения и выключатели WeMo, при помощи которых можно «подружить» даже самую далёкую от интернета аппаратуру. Простейший пример - охранная система: срабатывание датчика движения может привести к отправке вам СМС, сообщения электронной почты или, что гораздо неожиданнее для злоумышленника, к включению на полную громкость вашей стереосистемы.

Недавно IFTTT договорилась с американским магазином «умных вещей» Smart Things, который, помимо прочего, торгует выключателями и дверными замками, управляемыми через интернет. При использовании таких устройств вы сможете, к примеру, включать свет в доме, послав текстовое сообщение, или открыть входную дверь гостям при помощи твита.

В дальнейшем «интернет вещей» сможет обеспечить полностью автоматический сервис совсем иного уровня. Например, ваш смартфон, определив по координатам GPS, что вы находитесь в нескольких километрах от дома, может послать сигнал домашней климатической системе включить отопление или, наоборот, охладить воздух. Компьютер вашего автомобиля сможет подключаться к телефону и, к примеру, автоматически записывать вас на очередное техобслуживание. Возможных применений бесконечное множество.

2.2 Native client

До сих пор сохраняется солидная разница в производительности и возможностях веб-приложений, доступных через браузер (например, Google Docs), и «полноценных» настольных приложений, устанавливаемых и запускаемых на ПК (например, Microsoft Office). Технология Google Native Client позволит преодолеть эту разницу и запускать приложения, написанные для десктопов, прямо внутри браузера.

Благодаря Native Client различные приложения, написанные на языках C и C++, такие как Microsoft Word или Adobe Photoshop, можно устанавливать на веб-сайте, при этом доступ к ним можно получить через обычный браузер.

До недавнего времени работать с этими приложениями можно было только на машинах с определённым типом процессора, для которого они были написаны, - а точнее, с чипами с набором инструкций x86, устанавливающихся в большинстве ПК. Это означало, что браузерный доступ к ним был невозможен с планшетов на Android, подавляющее большинство которых работает на процессорах с архитектурой ARM.

Однако недавно Google выпустила Portable Native Client, позволяющий работать с такими приложениями на любом устройстве, независимо от типа процессора. Пока Portable Native Client функционирует только в браузере Chrome, но это означает, что владельцы «хромбуков» на основе процессоров ARM (к примеру, Samsung Series 3) смогут запускать приложения, ранее доступные только для x86-совместимых процессоров.

С примерами использования Native Client можно ознакомиться уже сегодня. Запустите браузер Chrome и насладитесь 3D-графикой в игре Bastion

А так же и в других приложениях:

http: //gonativeclient. appspot. com/demo/earth - глобус

https: //gonativeclient. appspot. com/demo/bullet - физическая симуляция

https: //gonativeclient. appspot. com/demo/life - 2D графика

https: //gonativeclient. appspot. com/demo/voronoi - сложная 2D графика

2.3 Http2 и pdy

Все современные веб-адреса начинаются с сочетания «http: //» - несмотря на то что в браузере это набирать не обязательно. Буквы «HTTP» означают «HyperText Transfer Protocol», то есть «протокол передачи гипертекста», который представляет собой технологию пересылки данных веб-страниц от удалённого сервера к клиентскому компьютеру. Протокол HTTP был разработан Тимом Бернерсом-Ли ещё в марте 1991 года, и с тех пор он не слишком изменился. Кстати, сам сэр Бернерс-Ли потом неоднократно признавался, что двойной слеш в начале URL появился по ошибке и совершенно ничего не означает.

Между тем в протоколе HTTP присутствует множество давно ненужных анахронизмов, которые лишь замедляют время загрузки страницы в браузере, и поэтому специалисты ведут работу по замене его на отвечающий современным требованиям вариант HTTP2.

Четыре года назад в Google начали разработку нового варианта HTTP, получившего название SPDY (произносится как «спиди»). Основной задачей создания SPDY было именно ускорение загрузки страниц. При использовании HTTP для загрузки одной страницы клиентский компьютер отправляет на веб-сервер десятки различных запросов. SPDY позволяет ускорить этот процесс при помощи технологии мультиплексирования, когда несколько сигналов сводятся в один, а также благодаря системе приоритизации наиболее важных запросов.

По последним данным Google, технология SPDY позволяет ускорить загрузку типичной страницы Google News примерно на 45%. И, да, она доступна уже сегодня во всех последних версиях популярных браузеров - начиная с Chrome и Firefox и заканчивая Internet Explorer в Windows 8 и 8. 1.

Но, к сожалению, пока очень небольшое число сайтов в интернете оптимизировано под технологию SPDY. Проверить, поддерживает ли конкретный ресурс SPDY, можно на странице SPDYCHECK, просто введя URL нужного сайта. На момент написания этих строк новую технологию поддерживали такие популярные сайты, как Facebook, Twitter и WordPress. Однако ни Lenta. Ru, ни Википедия, ни LiveJournal SPDY похвастаться этим пока не могут.

Скорее всего, SPDY станет частью нового стандарта HTTP2, разработка которого в настоящее время продолжается. Внедрение подобных стандартов способно занять годы, однако после этого многие сайты будут грузиться на пользовательских терминалах практически мгновенно.

Список используемой литературы

Эпштейн В. Л. Гипертекст - новая парадигма информатики, //Автоматика и Телемеханика, / No 11, 1991

Овчинников Г. Р., Еремеев В. А., Полякова Л. А. «Центр коммутации пакетов на основе самомаршрутизируемых матриц».

Гаков В.. «Начало микропроцессорного бума» Из цикла “Прощай, XX век! ”

О. Филатова. «Социология массовой коммуникации: краткий глоссарий».

«Информатика». Учебник под ред. А. П. Алексеев, М. «Солон-р», 2002 г. 10

Размещено на Allbest.ru

...