Локальные сетиЛокальные сети ТелефонияТелефония ВидеонаблюдениеВидеонаблюдение Разработка ПОРазработка ПО
 
 
Поддержка -> История и предыстория развития компьютерных сетей

История и предыстория развития компьютерных сетей.

Нельзя войти в одну сеть дважды.
Системный администратор (Сетевая диалектика).

В доисторические времена для передачи информации на расстояние уже использовали визуальные и звуковые методы: дым костра, бой барабана, отраженный зеркалами солнечный свет. Некоторые из них выжили и в эпоху современных технологий. Например, на русском флоте еще применяется обмен сообщениями при помощи семафорной азбуки, которая была разработана в 1895 году вице-адмиралом Макаровым. Что касается света, то в наше время волоконно-оптические каналы связи являются самыми производительными и перспективными. Чтобы облегчить процесс передачи, а иногда и для сокрытия содержания посылки, информацию подвергают кодированию.


Обработка информации является делом не менее важным, чем ее передача. Первые механические устройства, ставшие прообразом логарифмической линейки, появились еще в античные времена. Я имею в виду не абак или счеты, а настоящие вычислительные приборы. Из эпохи Возрождения до нас дошел рисунок Леонардо да Винчи, на котором изображена вычислительная суммирующая машина на зубчатых колесах, способная складывать 13-разрядные десятичные числа. Не будем вдаваться в детали принципа ее действия, отметим только, что в 1969 году инженеры фирмы IBM создали по этому рисунку вполне работоспособное устройство. Известно, какой интерес вызывает научно-техническое творчество Леонардо у главы корпорации Майкрософт Билла Гейтса: есть нам чему поучиться у великого ученого, инженера и художника!


Познакомившись с механикой процесса, перенесемся на нашей подпрыгивающей машине времени в XX век, в эпицентр научно-технической революции. В 1946 году в США заработала универсальная электронно-вычислительная машина ЭНИАК. В качестве компонентной базы при ее создании использовались электронные лампы. Универсальность компьютера заключалась в том, что она допускала выполнение различных программ (например, для расчета баллистического движения или прогноза погоды). Программирование, в свою очередь, представляло собой трудоемкий процесс перекоммутирования. Посмотрим на картинку: сетевые технологии просматриваются невооруженным глазом.


А вот с появлением универсальных компьютеров третьего поколения в 60-х годах (IBM 360 и 370), работающих на интегральных микросхемах, стали использоваться видеотерминальные устройства – дисплеи. Не это ли новшество, актуальное и в XXI веке, стало прообразом компьютерных сетей?

Успехи в изучении свойств электрической энергии позволили создать первые устройства для передачи сигналов по проводам. В конце XVIII и начале XIX века во многих странах стали появляться телеграфные аппараты разной конструкции: электростатические, электрохимические, электромагнитные или электромеханические. Так первый электромагнитный аппарат в России создал ученый-электротехник, востоковед и барон, Павел Львович Шиллинг в 1832 году, он же предложил и свой оригинальный способ представления букв специальными символами. Данная идея возникла под влиянием восточной китайской системы “Книги Перемен”, в которой все жизненные ситуации в своем развитии определяются 64-мя символами-гексаграммами. Символы состоят из шести черт двух видов: цельных (ян), которые обозначают активное состояние, свет, напряжение, и прерванных посередине (инь), относящихся к пассивному состоянию, тьме и податливости. Теперь вам понятно, почему в аппарате Шиллинга применялось 6 рабочих мультипликаторов?


В 1837 году свой электромагнитный телеграф запатентовал американский изобретатель и художник Самюэл Морзе. После изобретения азбуки Морзе (“морзянки”) его также можно считать талантливым композитором и музыкантом.

-.- .. -. . - .. -.- .- … . .-. .-- .. …

Медные провода стали постепенно оплетать все страны и континенты, в 1858 году трансатлантический кабель впервые соединил Европу с Америкой (Ирландию и Ньюфаундленд). Тем, кого заинтересовала история развития средств связи, я рекомендую почитать увлекательную книгу Артура Кларка “Голос через океан”. Мы же, в попытке перепрыгнуть через океан революционных изобретений XX века, запутаемся в саргассовом море компьютерных сетей.


Появление первых компьютерных сетей стало закономерным этапом развития вычислительной техники и средств связи. Многие ученые из разных стран внесли свой вклад в создание теории построения вычислительных сетей. Наиболее значительны заслуги Пауля Барана и Дональда Дэвиса, которые в 1964 году первыми независимо друг от друга предложили построение распределенной сети передачи данных. Англичанин Дональд Дэвис, работающий в секретной физической лаборатории, в 1967 году создал первую локальную вычислительную сеть в своей организации, основанную на разработанных им принципах коммуникаций и коммутации; именно он запустил “гулять” по сети понятие “пакет”. В начале 70-х эта сеть обслуживала 200 пользователей и ее производительность составляла 0,25 Мбит/сек

В Америке исследованиями в области вычислительных сетей активно занималось созданное в 1958 году агентство ARPA (Advanced Research Projects Agency), спонсируемое Министерством обороны США. Созданная в ее недрах сеть ARPANET стала прообразом современного Интернета. В 1968 году в лаборатории Белла зарождается технология Asynchronous Time Division Multiplexing (ATM), и в том же году Министерством обороны США был одобрен первый стандарт для ЛВС, а в Швеции сотрудником IBM Олафом Содерблюмом разработана первая сеть Token Ring.


На рисунке мы видим логическую схему работы сети Token Ring, которая наглядно демонстрирует функционирование ЛВС с передачей маркера. Маркер (token, специальный служебный пакет) “оббегает” все компьютеры по кругу-кольцу (ring) и переносит передаваемые данные по назначению. Поясню более технически: компьютер, желающий передать информацию, помечает маркер занятым и прикрепляет к нему блок данных; когда пакет с данными доходит до компьютера-назначения, данные копируются и делается отметка о получении; после возврата к компьютеру-передатчику маркер освобождается и готов переносить очередной “мешок” информации от любого своего “работодателя”. Token не может работать одновременно на двух хозяев и обрабатывает последовательно каждое задание: желающие отправить посылку терпеливо ждут своей очереди (освобождения маркера). Производительность подобной сети не падает при большом количестве запросов на передачу информации, так как не возникает коллизий, которые сильно снижают производительность классической сети Ethernet.

Физически, если рассматривать кабельную систему и устройства, сеть Token Ring выглядит как звезда: в каждый компьютер вставлен сетевой адаптер, который специальным кабелем (витая пара) связан с устройством доступа MAU или MSAU (Multistation Access Unit).


Скорость передачи в сети Token Ring составляет 16 Мбит/сек.

В 1970-м году на Гавайских островах впервые заработала пакетная радиосеть ALOHA – прообраз технологии Ethernet и протокола 802.11. Ее создателем был Норман Абрамсон, который вместе с Ларри Робертсом (ARPA), Бобом Меткалфом и другими специалистами в области компьютерных технологий и математики разработали теоретические основы функционирования ЛВС Ethernet. Датой создания сети Ethernet считается 22 мая 1973 года, когда Роберт Меткалф написал докладную записку о возможностях новой технологии главе лаборатории Palo Alto Research Center фирмы Xerox. Вскоре два компьютера, названные именами “Michelson” и “Morley”, обменивались между собой информацией на скорости 2,944 Мбит/сек. А в 1979 году Меткалф уходит из Xerox и основывает собственную фирму 3Com.

Откуда появилось название “Ethernet”? “Ether” переводится как эфир, а Михельсон и Морли – известные ученые, которые провели эксперимент (в 1887 году) по передаче электромагнитного излучения в вакууме и подвергли сомнению необходимость эфира (раньше считали, что в этом веществе распространяется электромагнитное излучение).

Публикация первого варианта стандарта Ethernet, разработанного компаниями DEC, Intel и Xerox в 1980-м году, заложила основу будущего успеха технологии.

Технологию Ethernet лучше всего рассмотреть на схеме с использованием коаксиального кабеля, представляющего собой общую шину:


Ethernet – это пакетная сеть (данные передаются специальными пакетами-кадрами), в которой используется множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD). Что это значит? Рассмотрим основные правила алгоритма CSMA/CD для передающей станции:

  1. Собравшаяся передавать данные станция прослушивает среду и осуществляет передачу, если среда свободна. В противном случае происходит переход к шагу 2;
  2. Если среда занята, то станция продолжает прослушивать среду, пока та не освободится и только после этого производит передачу;
  3. В процессе передачи станции тоже прослушивают среду, и в случае возникновения коллизии (наложения сигналов) подают короткий сигнал “jam” и прекращают передачу;
  4. После передачи сигнала “jam”, уведомляющего всех о коллизии, передающая станция ждет некоторое произвольное (случайное) время (рассчитывается по специальным алгоритмам) и переходит к шагу 1.

Из описанного алгоритма понятно, что при большом количестве передающих станций в одном сегменте, коллизии будут возникать очень часто и производительность передачи данных резко упадет. В настоящее время для борьбы с коллизиями сеть Ethernet разделяется на отдельные сегменты, в каждом из которых количество станций невелико. На смену концентраторам почти повсеместно пришли коммутаторы. Теперь внешний вид ЛВС Ethernet, построенной на витой паре или волоконно-оптическом кабеле, приближается к логической схеме ее функционирования (получается звезда):


В случае использования концентратора все физические сегменты (ножки паука) представляют собой один сегмент (с общими коллизиями).

В 1995 году на основе Ethernet была разработана технология Fast Ethernet, увеличившая скорость передачи данных с 10 Мбит/сек до 100, а в 1998 году появился Gigabit Ethernet (1000Mбит/сек).

Постепенно Ethernet завоевал весь мир и пока не собирается сдавать свои позиции, поселившись в каждом настольном персональном компьютере, ноутбуке и во многих периферийных устройствах. Если технологии и стандарты Token Ring, Arcnet, FDDI стали частью истории ЛВС, то за Ethernet было и остается прошлое и настоящее сетевых компьютерных технологий.

Развитие сетей глобальных и локальных не происходит обособленно. Разные сетевые технологии постоянно переплетаются друг с другом, образуя прочную и красивую высокотехнологичную косичку: Интернет-протокол TCP/IP надолго прописался в локальных вычислительных сетях (ЛВС), а сам Интернет стал транспортной магистралью, через которую осуществляется связь и взаимодействие территориально-распределенных подразделений организаций. Появилось понятие “интранет” – Интернет в миниатюре, частная сеть, работающая в пределах одной компании и использующая технологии и протоколы большого Интернета.

На этом мажорном аккорде наша машина времени окончательно заглохла, поэтому дальнейшие исследования прошлого, настоящего и будущего компьютерных сетей мы предлагаем осуществлять на практике, расширяя сотрудничество с нашими партнерами, вендорами и Заказчиками. Давайте развивать сетевые компьютерные технологии вместе!

Взгляд на современный мир

 
     
 
Valid XHTML 1.0 Transitional Правильный CSS!
ООО "КИНЕТИКА СЕРВИС" тел.: (495)617-64-55, 617-66-24
сетевые технологии, компьютерные сети, серверные решения, телефония, видеонаблюдение, компьютерная безопасность