Дальнейшее развитие глобальных сетей и систем связи кратко

Обновлено: 08.07.2024

Бурное развитие Интернета является самым значительным и волнующим событием в компьютерном мире после экспансии персональных компьютеров в начале 80-хх гг. XX столетия.

Глобальные компьютерные сети стали не только средством оперативного обмена информацией, но и огромным, к тому же, чрезвычайно мобильным хранилищем самой разнообразной информации. Объединение глобальных сетей Интернет знаменует собой третью информационную революцию, когда практически вся накопленная человечеством информация оказалась переведенной на электронные носители, а мощные компьютеры, объединенные в глобальные сети и снабженные эффективными средствами поиска информации, способны оперативно доставлять эту информацию пользователю из любого уголка планеты.

История развития глобальных сетей

Из истории развития человеческого общества нам известно, что многие научные открытия и изобретения сильно повлияли на ее ход, на развитие цивилизации. К их числу относятся изобретение парового двигателя, открытие электричества, овладение атомной энергией, изобретение радио, телефона. Процессы резкого изменения в характере производства, в быту, к которым приводят важные научные открытия и изобретения, принято называть научно-технической революцией.

Появление и развитие компьютерной техники во второй половине XX века стало важнейшим фактором научно-технической революции.

К концу 1969 г. В одну компьютерную сеть были объединены четыре исследовательских центра. Это сеть получила название ARPANET.

Следующим этапом являлось расширение сети по всей стране, что обеспечило бы высшее военное и политическое руководство надежным каналом связи в случае чрезвычайных обстоятельств, под которыми имелась в виду в первую очередь ядерная атака Советского Союза.

- универсальность концепции, не зависящей от внутреннего устройства объединяемых сетей и типов аппаратного и программного обеспечения;

- максимальная надежность связи при заведомо низком качестве коммуникаций, средств связи и оборудования;

- возможность передачи больших объемов информации.

Архитектура и принципы сети ARPANET не удовлетворяли выдвинутым требованиям, поэтому была поставлена задача разработки универсального протокола передачи данных.

Наконец, в 1974 г. Internet Network Working Group (INWG), созданная DARPA и руководимая Винтоном Серфом, разработала универсальный протокол передачи данных и объединения сетей Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) – сердце Интернета.

В 1980 г. INWG под руководством Винтона Серфа объявила TCP/IP стандартом и представила план объединения существующих сетей, сформулировав основные его принципы:

- сети взаимодействуют между собой по протоколу TCP/IP;

- все подключаемые компьютеры используют единые методы адресации. [4,5]

В 1993 г. DARPA обязало использовать на всех компьютерах ARPANET протокол TCP/IP, на базе которого Министерство оборы США разделило сеть на две части: для военных целей – сеть MILNET, для научных исследований – сеть ARPANET.

Для объединения имеющихся шести крупных компьютерных центров и поддержания глобального академического и исследовательского сообщества в 1985 г. Национальный научный фонд США (National Science Foundation, NSF) начал разработку программы построения межрегиональной сети NSFNET. Для руководства проектом в 1986 г. был приглашен Стив Вульф.

Но параллельно с военными и академическими исследованиями велось создание коммерческих компьютерных сетей. К разработке коммерческих стандартов локальных сетей одной из первых приступила фирма Xerox, учредив консорциум Ethernet, в который вошли также фирмы Intel и Dec. В 1980 г. консорциум выпустил документацию на сеть Ethernet. Локальные сети с успехом начали использоваться в самых различных учреждениях и компаниях.

Локальные сети буквально произвели революцию, позволив не только существенно увеличить производительность труда конторских служащих, но и повысить качество управления в целом. Правда, они были явно недостаточными для крупных корпораций, в первую очередь нефтяных, имеющих отделения в разных городах и даже странах. Поэтому вполне естественным стал их интерес к разработкам DARPA и подключению своих локальных сетей к фактически общенациональной сети NSFNET. Такое подключение могло быть произведено, очевидно, только на основе протокола TCP/IP.

Таким образом, в настоящее время Интернет превратился в единое информационное поле планетарных масштабов. И его воздействие на развитие цивилизации грандиозно, хотя до сих пор и не осознано в полной мере. Число пользователей составляет, по различным оценкам, от 300 до 500 млн. человек, из них более 5 млн. в России

В 1969 году по заданию Министерства обороны США были объединены в одну сеть несколько компьютеров оборонных и научно-исследовательских центров. Созданная сеть получила название ARPANET. Первоначальная цель ARPANET заключалась в том, чтобы дать возможность университетам США и сотрудникам Министерства обороны, участвующим в разработках оборонного характера, поддерживать связь по компьютерным сетям и совместно использовать вычислительные ресурсы мощных компьютеров, которые находились в разных точках страны. В рамках проекта проводились исследования по разработке способов поддержания устойчивой связи в случае ядерного нападения противника. Через несколько лет ARPANET вышла за рамки военных целей и стала активно использоваться учеными многих специальностей.

В 1973 году к сети были подключены первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии. Таким образом, ARPANET становится международной сетью.

К концу 70-х годов XX века был разработан целый ряд протоколов передачи данных.

Необходимость разработки протоколов была связана с тем, что в состав сети могли входить компьютеры различной архитектуры и с различными операционными системами. Протоколы позволяли стандартизировать процесс обмена данными между ними.

В 1984 году была разработана система доменных имен (Domain Name System, DNS).

Тема 5.1. Глобальные компьютерные сети

1. История и классификация глобальных сетей.

2. Структура Интернета

История и классификация глобальных сетей

История глобальных сетей. Основные понятия

К концу 70-х годов XX века был разработан целый ряд протоколов передачи данных.

В 1984 году была разработана система доменных имен (Domain Name System, DNS).

Появление и развитие компьютерной техники во второй половине XX века стали важнейшим фактором научно-технической революции.

В этом процессе выделяют три этапа .

Создание первой ЭВМ (1945 г.)

Появление и распространение ПК (середина 70-х гг. XX ст.)

Появление Интернета (1983 г.)

По некоторым данным именно так выглядит карта современного интернета.

Каждая линия нарисована между двумя узлами, соединяя IP-адреса. Длина линии показывает временную задержку (пинг) между узлами.

С распространением компьютеров возникает понятие

компьютерной грамотности .

Это необходимый уровень знаний и умений человека, позволяющий ему использовать компьютер для общественных и личных целей.

На первом этапе развития ЭВМ компьютерная грамотность сводилась к умению программировать.

На втором этапе под общим уровнем компьютерной грамотности стали понимать умение работать на ПК с прикладными программами, выполнять минимум необходимых действий в среде операционной системы.

На третьем этапе важным элементом компьютерной грамотности стало умение использовать Интернет.

ИНФОРМАЦИОННАЯ КУЛЬТУРА - способность общества эффективно использовать информационные ресурсы и средства информационных коммуникаций, а также применять для этих целей передовые достижения в области развития средств информатизации и информационных технологий.

ИНФОРМАЦИОННАЯ КУЛЬТУРА выражается в наличии у человека комплекса знаний, умений, навыков и рефлексивных установок во взаимодействии с информационной средой.

В процессе развития компьютерных сетей появилось понятие глобальной сети — системы объединенных компьютеров, расположенных на больших расстояниях друг от друга.

В 1964 году в США была создана компьютерная система раннего оповещения о приближении ракет противника.

Первой глобальной сетью невоенного назначения стала сеть ARPANET в США (1969), которая имела научное назначение и объединяла компьютеры нескольких университетов страны.

В 1980-90-х гг. в разных странах создается множество отраслевых, региональных национальных компьютерных сетей. Их объединение в международную сеть произошло на базе межсетевой среды Интернет.

Создание службы World Wide Web (WWW) — Всемирная информационная сеть

Аппаратные средства Интернета

Основными составляющими любой глобальной сети являются:

Организация, предоставляющая услуги обмена данными с сетевой средой, называется провайдером сетевых услуг .

Узловой компьютер

Каждый узловой компьютер имеет свой постоянный адрес в Интернете; он называется IP-адресом .

IP-адрес состоит из четырех десятичных чисел, каждое в диапазоне от 0 до 255, которые записываются через точку.

Например:

Наряду с цифровыми IP-адресами в Интернете действует система символьных адресов, более удобная и понятная для пользователей. Она называется доменной системой имен ( DNS — Domain Name System).

Например ,

Данное имя состоит из трех доменов, разделенных точками.

Система доменных имен построена по иерархическому принципу . Первый справа домен — домен верхнего уровня, следующий за ним — домен второго уровня и т.д. Последний (первый слева) — имя компьютера.

Домены верхнего уровня бывают

географическими (двухбуквенными);
административными (трехбуквенными).

Географические домены: ru – Россия, uk —Великобритания, са —Канада, de —Германия; jp —Япония.

Административные домены : gov — правительственная сеть; mil — военная сеть; edu — образовательная сеть;

com — коммерческая сеть.

Связь узлов Интернета:

Технические способы связи в глобальной сети:

Существуют самые разные технические способы связи в глобальной сети: -Телефонные линии; - Электрическая кабельная связь; -Оптоволоконная кабельная связь; -Радиосвязь(через радиорелейные линии, спутники связи)

Различные каналы связи различаются тремя основными свойствами:

пропускной способностью , помехоустойчивостью , стоимостью .

Классификация линий связи: Проводные (воздушные) линии связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. Еще в недалеком прошлом такие линии связи были основными для передачи телефонных или телеграфных сигналов. Сегодня проводные линии связи быстро вытесняются кабельными. Но кое-где они все еще сохранились и при отсутствии других возможностей продолжают использоваться и для передачи компьютерных данных. Скоростные качества и помехозащищенность этих линий оставляют желать много лучшего. Кабельные линии имеют достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической и, возможно, климатической. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных (и телекоммуникационных) сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов —неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair, UTP) и экранированная витая пара (Shielded Twisted Pair, STP), коаксиальные кабеели с медной жилой, волоконно-оптические кабели. Первые два типа кабелей называют также медными кабелями.

Электрическая кабельная связь

Оптоволоконные линии связи

Оптоволоконная связь — связь, построенная на базе оптоволоконных кабелей. Широко применяется также сокращение ВОЛС (волоконно-оптическая линия связи). Используется в различных сферах человеческой деятельности, начиная от вычислительных систем и заканчивая структурами для связи на больших расстояниях. Является сегодня наиболее популярным и эффективным методом для обеспечения телекоммуникационных услуг.

Радиосвязь — разновидность беспроводной связи (электросвязи), при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, то есть электромагнитные волны, свободно распространяющиеся в пространстве

Программное обеспечение Интернета

Работа Сети поддерживается определенным программным обеспечением (ПО). Это ПО функционирует на серверах и на персональных компьютерах пользователей. Основой всего программного обеспечения компьютера является операционная система.

Программное обеспечение узловых компьютеров можно разделить на базовое (системное) и прикладное .

Базовое ПО обеспечивает поддержку работы сети по протоколу TCP/IP — стандартному набору протоколов Интернета.

Прикладное ПО занимается обслуживанием разнообразных информационных услуг Сети, которые принято называть службами Интернета . Служба объединяет серверы и клиентские программы, обменивающиеся данными по некоторым прикладным протоколам.

Компьютерные сети аккумулируют все лучшее, что создано и создается в области вычислительной техники и информатики, информационных технологий, средств и систем передачи данных. Для разработчиков открыты широкие возможности по развитию как сетей в целом, так и отдельных их систем, звеньев, узлов.

Высокие темпы совершенствования и развития сетей обусловлены их важной ролью во всех сферах человеческой деятельности, в решении задач информатизации общества, в обеспечении перехода от индустриального общества к информационному.

К основным направлениям и путям развития компьютерных сетей можно отнести следующие.

1. Развитие топологии сетей, направленное на обеспечение одновременного обслуживания запросов от большего количества абонентских систем и увеличение оперативности и надежности доставки пакетов адресатам за счет создания альтернативных маршрутов. Это касается как глобальных и региональных сетей, так и особенно локальных сетей. Стремление увеличить количество АС привело к созданию и развитию ЛКС со смешанной топологией – звездно-кольцевой, звездно-шинной, сегментированной.

2. Создание новых, более совершенных протоколов обмена информацией и управления сетями, развитие информационных и телекоммуникационных технологий.

4. Развитие программного обеспечения сетей. В этом направлении постоянно работают многие коллективы, предлагающие новые версии операционных систем (обладающие более широкими возможностями по управлению функционированием сетей и более удобные для пользователей), прикладных программных систем, программ технического (в том числе дистанционного) обслуживания аппаратных средств КС.

5. Повышение надежности сетей, совершенствование и развитие методов и средств обеспечения высоких показателей по всем аспектам проблемы надежности КС – техническому, программному, информационному, функциональному.

6. Развитие методов и средств (традиционных и специфических) обеспечения более высокого уровня безопасности информации, циркулирующей в сетях, повышение эффективности служб безопасности и механизмов реализации их функций.

7. Расширение перечня предоставляемых информационно-вычислительных услуг, повышение их интеллектуального уровня за счет широкого использования интеллектуальных систем и баз знаний.

8. Рациональное сочетание различных организационных форм использования СВТИ в рамках компьютерных сетей. Речь идет о более широком подключении к сетям мощных, средних и малых вычислительных центров, которые использовались бы в КС как центры обработки и хранения информации, а также о массовом подключении к сети персональных компьютеров, находящихся в индивидуальном пользовании граждан в домашних условиях. Такое сочетание трех организационных форм использования СВТИ (распределенной, централизованной и индивидуальной) способствует существенному повышению эффективности КС и увеличивает возможности по расширению перечня предоставляемых услуг, их качества и оперативности.

9. Совершенствование организационных форм технического обслуживания СВТИ и телекоммуникаций, используемых в сетях. Повышение эффективности обслуживания достигается совершенствованием индивидуальной, централизованной и смешанной организационных форм обслуживания, а также развитием технологии обслуживания.

10. Рациональная организация обслуживания очередей запросов пользователей сети.

При функционировании КС и ее звеньев нередки ситуации, когда по той или иной причине (отказы элементов сети, недостаточная пропускная способность сети, высокая интенсивность запросов на обслуживание, превышающая возможности сети) запросы пользователей не могут быть немедленно удовлетворены и из них формируются очереди (рассматриваются системы без потерь заявок на обслуживание). В таких случаях приходится решать задачу определения дисциплин обслуживания запросов (ДОЗ). Выбор ДОЗ оказывает существенное влияние на эффективность функционирования сети в целом или отдельных ее подсистем, звеньев и узлов. Ниже рассматриваются вопросы выбора ДОЗ применительно к случаю, когда обслуживающей системой является ЭВМ. Это типичный случай, так как в любом звене КС формирование и рассасывание очередей запросов пользователей осуществляются с помощью ЭВМ.

Дисциплина обслуживания – это правила, согласно которым запросы выбираются из очереди для обслуживания. Вопрос о выборе дисциплины обслуживания возникает в тех случаях, когда запросы не идентичны: они различаются по времени, затрачиваемому на обслуживание, по допустимому времени ожидания обслуживания, по размерам штрафа за каждую единицу времени пребывания в очереди и т.д.

Обслуживание запросов может осуществляться с учетом или без учета их приоритетов. Приоритет запроса – его характеристика, определяющая место запроса в очереди на обслуживание.

Приоритет назначается либо в соответствии с характером задачи, решаемой по этому запросу, либо в соответствии с той ролью, которую играет в обслуживающей системе источник запроса (абонент). В связи с этим может оказаться, что два запроса на решение одной и той же задачи относятся к различным уровням приоритета, если они исходят от различных абонентов. В то же время запросы на решение различных задач, поступающие от одного и того же абонента, могут иметь различный приоритет в зависимости от характера задач.

При выборе дисциплины обслуживания запросов необходимо удовлетворить ряд требований:

— обслуживать запросы высшего приоритета в кратчайшее время;

— обслуживать запросы низшего приоритета в приемлемые для абонентов сроки (во всяком случае в такие сроки, которые бы не дали повода абонентам отказаться от услуг обслуживающей системы);

— полнее загружать ЭВМ полезной работой, т.е. выполнением программ абонентов (от того, какая будет принята дисциплина обслуживания, зависит частота переключения ЭВМ с выполнения одной программы на другую, а значит, и суммарная потеря времени на эти переключения);

— уменьшить среднее время реакции ЭВМ на запрос и среднее число запросов, ожидающих обслуживания;

— обеспечить относительную простоту реализации выбранной дисциплины обслуживания.

Первые два требования являются взаимоисключающими, так как предоставление льготных условий срочным запросам осуществляется за счет запросов более низких приоритетов. И наоборот, стремление уменьшить среднее время обслуживания запросов низких приоритетов неизбежно связано (при прочих равных условиях) с необходимостью сокращения перечня запросов, принадлежащих высшему приоритету. В связи с этим при выборе дисциплины обслуживания возникает задача нахождения компромиссного решения, удовлетворяющего в той или иной степени указанным требованиям. Разработка оптимальной дисциплины обслуживания — задача исследования операций, требующая для своего решения привлечения методов математической статистики, теории очередей, а также учета ряда соображений инженерного характера. Оценка качества такой дисциплины производится обычно с помощью стоимостной функции, или функции штрафа за ожидание обслуживания.

Подробно дисциплины обслуживания запросов рассматриваются в работе.

11. Повышение эргономичности компьютерных сетей, достигаемое путем оптимизации трудовой деятельности пользователей сети, ее управленческого и обслуживающего персонала.

12. Интенсивный переход на использование методов и средств, определяющих процессы интеграции в системах передачи информации. Основные направления интеграции – электронизация, цифровизация, компьютеризация, интеллектуализация, унификация, персонализация, глобализация, стандартизация (см. гл. 9 книги).

13. Создание и непрерывное совершенствование глобальной интеллектуальной сети, объединяющей сети всех государств. В рамках такой сети вполне реально решение задачи по удовлетворению запроса пользователя из любой точки планеты и в любое время.

Основные этапы создания и развития глобальной интеллектуальной сети:

— телефонизация страны, участвующей в создании сети;

— цифровизация сети, т.е. повсеместный переход на использование цифровых сетей связи, входящих в состав глобальной интеллектуальной сети;

— интеграция услуг, т.е. обеспечение возможности удовлетворения любого запроса (из числа тех, которые входят в перечень удовлетворяемых запросов) в любом звене сети;

— интеллектуализация сети, т.е. повышение интеллектуального уровня предоставляемых услуг, базирующееся на широком использовании интеллектуальных систем и баз знаний.

Очевидно, что эти этапы работы реализуются параллельно и по каждому из них государства, участвующие в создании и реализации глобальной интеллектуальной сети, находятся на различных уровнях.

4.2. Перспективы развития телекоммуникаций в России: общие положения

Пути совершенствования и развития телекоммуникаций в России определяются их состоянием в настоящее время и тенденциями развития мировых сетей связи. Действующие в России сети связи и передачи данных представляют весь диапазон используемых в мировой практике телекоммуникационных технологий. В большинстве эксплуатируемых российских сетей передачи данных используется протокол коммутаций пакетов X.25 (их доля составляет около 63 %), так как этот протокол обеспечивает надежную связь даже на линиях связи среднего качества. Внедрение перспективных сетевых технологий (АТМ, ISDN и др.) сдерживается нехваткой цифровых каналов связи, особенно высокоскоростных.

В настоящее время усилия организаций связи направлены на развитие основы электросвязи России – Взаимосвязанной сети связи (ВСС), формирование стратегии внедрения новых сетей и технологий, разработку требований и создание отечественных систем и средств связи, внедрение новых услуг связи, формирование международных, государственных и отраслевых стандартов.

Дальнейшее развитие глобальных сетей и систем связи кратко

Статьи к прочтению:

Фильм \

Похожие статьи: