The story of internet

Передача информации и компьютерные телекоммуникации

План 1.

2.

3.

4.

5.

Исторический экскурс Исторические этапы и задачи Компьютерные сети. Виды Сетевые средства и службы Носители для передачи данных и сетевое оборудование.

6. Сетевые протоколы 7. Адреса в сети Интернет 8. Услуги сети Интернет

1. Исторический экскурс

Причина и следствие • Атомные бомбы, их испытания и применения …США и СССР • 04.10.57 г. – запуск первого и второго советских искусственных спутников

⇓ Проблема Министерство обороны США: «Что станет с коммуникациями, если будет ядерная война? Как обеспечить их работоспособность?»

Следствие В начале 58 г. по указанию Д. Эйзенхауэра в министерстве обороны США были созданы: •

Национальная аэрокосмическая администрация NASA (National Aeronautics and Space Аdministration)

•

Агентство передовых исследовательских проектов ARPA (Advanced Research Projects Agency)

ARPA 150 человек = доктора философии + вспомогательные служащие

Задача - распределить между университетами и лабораториями годовой бюджет, выделенный на наиболее важные с точки зрения национальной безопасности работы

Идея для решения проблемы • Построить специальные вычислительные сети

On Distributed Communication Networks 1962 г. Пол Беран (RAND Corparation) Использовать децентрализованную систему коммутаций компьютеров

⇒ ARPA ⇒

разработка метода соединения компьютеров друг с другом

⇒

построение специальных вычислительных сетей

Эмбриональное состояние Эскиз ARPANet В 1963 г. бюро по методам обработки информации (Information Processing Techniques Office) возглавил Джон Ликлайдер

Джон Ликлайдер 1. Вкладывать средства в людей, а не в структуры.

2. Предпочтение специалистам из университетов.

3. Центры концентрации интеллектуального потенциала: • •

Массачусетский технологический институт (системы с разделением времени и интерактивной графики); Университет Карнеги–Меллона (мультипроцессорные системы).

Значительное влияние на создание Глобальной Сети оказали работы корпорации RAND (“исследования и разработки”)

Галактическая сеть 1. Дж. Ликлайдер - “Galactic Network” глобальная компьютерная связь между людьми из любой точки земного шара. Убедил А.Сазерленда, Б.Тейлора, Л.Робертса в важности сетевой концепции.

2. Л.Клейнрок - теория коммутации пакетов для передачи данных (1961-64 гг.), более прогрессивная, чем теория коммутации каналов

Виды коммутаций Коммутация пакетов – данные разбиваются на части, к каждой присоединяется заголовок, содержащий полную информацию о доставке пакета по назначению. Коммутация каналов – на время передачи информации пара компьютеров соединяются “один-с-одним”, происходит передача всей информации

1965 г. Л.Робертс и Т.Мерилл компьютер TX-2 (Массачусетс) + компьютер Q-32 (Калифорния) с помощью низкоскоростных телефонных коммутируемых линий. Была создана первая в истории нелокальная компьютерная сеть.

Выводы • компьютеры с разделением времени могут работать вместе, выполняя программы, осуществляя выборку данных на удаленной машине; • телефонная система с коммутацией соединений непригодна для построения компьютерной сети; • необходима пакетная коммутация

Цели проекта ARPANET • изучение способов поддержания связи в условиях ядерного нападения; • разработка концепции децентрализованного (распределенного) управления военными и гражданскими объектами в период ведения войн; • объединение исследовательских учреждений; • проведение экспериментов в области компьютерных коммуникаций

Проект ARPANET Октябрь 1972 г. демонстрация ARPANET на Международной конференции по компьютерным коммуникациям. В 1972 году – электронная почта В марте Р.Томлинсон (BBN): базовые программы пересылки и чтения электронных сообщений. В июле Робертс добавил • возможности выдачи списка сообщений, • выборочного чтения, • сохранения в файле, • пересылки и подготовки ответа

Проект ARPANET ARPA предложило Р.Кэну возглавить работу над “Internetting Project” с целью изучения методов соединения сетей между собой.

Выдвигались требования: • 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. Протокол NCP (не протокол в стандартном понимании) не отвечал требованиям

Разработка TCP/IP Кэн разработал набор правил обмена данными между различными компьютерными программами, соответствующих требованиям открытой сетевой архитектуры — Transmission Control Protocol/Internet Protocol (протокол управления передачей / Межсетевой протокол).

NCP действовал в роли драйвера устройства

Разработка TCP/IP 01.01.83г. — переход ARPANET с NCP на TCP/IP. “День X” потребовал одновременных изменений на всех компьютерах. Привел к распространению значка “Я пережил переход на TCP/IP”

Разработка TCP/IP 1983 г. — перевод на TCP/IP — MILNET и ARPANET П.Мокапетрис (Институт информатики, Калифорния) — доменная система имен DNS (Domain Name System) ⇒ масштабируемый распределенный механизм отображения иерархических имен компьютеров в Интернет-адресах (например, www.acm.org)

Разработка TCP/IP • 1983 г. университет Висконсии — сервер доменных имен (Domain Name Server) переводит словарный эквивалент сайта в IP-адрес.

• Синтаксис доменного имени выглядит так: <домен уровня 3>.<домен уровня 2>.<домен уровня 1>

Домены первого уровня • Изначально было шесть доменов первого уровня: – com – коммерческие организации – edu – учебные и научные организации – gov – правительственные организации – mil – военные организации – net – сетевые организации разных сетей – org – другие организации

• Со всеобщим распространением Сети за пределы США появились национальные домены первого уровня ru, uk, ua и т. д.

Разработка TCP/IP Переход от небольшого количества сетей ко многим сетям привел к изменениям в базовых технологиях. Консорциум Ethernet (фирмы Xerox, Intel и Dec) разработали стандарты локальных сетей. 1980 г. консорциум выпустил документацию на сеть Ethernet. Локальные сети используются в учреждениях для: – совместного использования файлов (вместо обменивания флоппи-дисками и магнитными лентами); – связи пользователей между собой (электронная почта); – удаленного управления (сетевая печать, удаленное выполнение программ)

Объединение сетей 1986 г. создана NSFNET (the National Science Foundation NETwork – Сеть Национального научного фонда). Было объединено шесть крупных научноисследовательских центров, расположенных в разных регионах США, создана межрегиональная сеть(Backbone) с базовой скоростью 56 Кbit/s. Сети создавались по региональному принципу. Получившиеся цепочки подсоединялись к суперкомпьютерным центрам через один из своих узлов. Любой компьютер мог связаться с любым другим, передавая сообщения через соседей

Объединение сетей Ранние сети строились целенаправленно, расчитаны были на замкнутые сообщества.Между ними не было совместимости. Эта проблема решилась с помощью разработанных “Требований к Интернетшлюзам”, которые формально гарантировали совместимость частей Интернета, находящихся в ведении DARPA и NSF

Объединение сетей Политика “всеобщего и равного доступа в Internet”.

NSFNET перестала справляться с возросшими потребностями. Сеть, созданная для пользования суперкомпьютерами, позволяла подключенным организациям пользоваться и множеством вещей, к суперкомпьютерам не относящихся. Пользователям стало доступно море информации. Поток сообщений в Сети перегрузил управляющие Сетью компьютеры и связывающие их телефонные линии

Объединение сетей К июлю 1988 года сеть состояла из тринадцати узлов, соединенных каналами T-1 со скоростью 1536 Кbit/s. Объем передаваемой информации рос со скоростью 20% в месяц. В 1990 году Merit, IBM и MCI создали дочернюю компанию ANS (Advanced Network & Servis). Теперь ANS управляла опорной сетью NSFNET и одновременно строила новую опорную сеть на каналах Т-3 (45 Мb/s). В 1990 году понятия ARPANET, NFSNET, MILNET и др. окончательно ушли со сцены, уступив понятию Интернет

World Wide Web Настоящий “расцвет” Интернета произошел с появлением WWW-технологии доступа к общедоступным ресурсам.

1990 г. Европейская организация по ядерным исследованиям организовала крупнейший Интернет-сайт в Европе, обеспечила доступ в Интернет Старого света. Тим Бернерс-Ли — технология гипертекстовых документов – World Wide Web, доступ к любой информации в сети Интернет

Зарождение World Wide Web В основе технологии WWW • определение спецификаций URL (Universal Resource Locator, всеобщий указатель ресурса), • HTTP (HyperText Transfer Protocol, протокол передачи гипертекста) • HTML (HyperText Markup Language, язык разметки гипертекста).

Страницу, размеченную в HTML, называют Web-страницей. Для ее просмотра используется Web-броузер.

HTTP – это протокол уровня приложений. Протокол работает по модели клиент-сервер

Новейшая история В 1994 г. — консорциум W 3 C (W 3 Consortium) объединил ученых из разных университетов. Комитет стал заниматься стандартами в мире Интернета. Первым шагом организации стала разработка спецификаций HTML 2.0 (ноябрь 1995 г.), HTML 3.2. (январе 1997 г.). И, наконец, HTML4.0 (декабрь 1997 г.).

— стандарт, в котором идет разделение на логические и визуальные теги

1995 год. Приватизация Интернета • К 1995 году темпы роста сети Интернет показали, что регулирование вопросов подключения и финансирования не может находиться в руках одного NSF. • В 1995 году произошла передача региональным сетям оплаты за подсоединение многочисленных частных сетей к национальной магистрали

Россия в Интернете • В 1990 году создана сеть, объединявшая разработчиков и пользователей Unixсовместимых компьютерных систем Института атомной энергии и нескольких других НИИ.

• К концу 1990 года сеть интегрировала более 30 организаций, состоялось ее подключение к Eunet (паневропейскому объединению Internet-сетей). Зарегистрирован домен верхнего уровня SU. • 12.93 г. зарегистрирован домен RU — начало Рунета

2. Исторические этапы и задачи

Компьютер как универсальный инструмент работы с информацией стал мощным телекоммуникационным средством

Уровни реализации компьютером информационных процессов • непосредственный обмен информацией между компьютером и пользователем, • обмен информацией на расстоянии между компьютером и устройствами, работающими под его управлением, • обмен информацией между компьютерами

3. Компьютерные сети и виды

Компьютерная сеть • Совокупность компьютеров, связанных каналами передачи информации и совместно использующих данные и услуги, предоставляемые друг другу

Виды компьютерных сетей • Локальные сети • Городские сети • Глобальные сети • сети, связывающие компьютеры, работающие в рамках фирмы, организации, компании (корпоративные сети)

Корпоративные сети • Локальные • Городские • глобальные

Структура КС 1. Сетевые средства и службы 2. Носители для передачи данных 3. Сетевые протоколы

В простейшем случае, КС – это несколько компьютеров, имеющих • соответствующее программное обеспечение • клиентов, обменивающихся данными или услугами • канал связи для обмена информацией • правила, по которым происходит обмен

4. Сетевые средства и службы

• В сети работают различные службы, для организации которых используются многочисленные комбинации аппаратного и программного обеспечения

В сети действуют • Поставщики услуг • Потребители услуг

Типы 1. Сервер – только предоставляет услуги 2. Клиент – только потребляет услуги 3. Клиент-сервер (1 + 2)

Сервер • Комбинация аппаратуры и программного обеспечения, предоставляющая услуги в сети • Может ли быть и сервером, и клиентом какой-нибудь конкретный компьютер?

Виды сетей по структурной организации • Одноранговая • На основе сервера

• Сервер+рабочие станции

5. Носители для передачи данных и сетевое оборудование

Сетевое оборудование • Носители • Сетевая интерфейсная плата

По участку сети, где стоит оборудование, его можно разделить на магистральное оборудование и оборудование "последней мили". С точки зрения физической среды передачи можно выделить три категории, в зависимости от того, какой носитель (т.е. канал или среда передачи) используется для передачи данных. К ним относятся: • кабель на основе витой пары; • оптико-волоконные кабели (+ системы и гибридные системы, в которых вместе с оптико-волоконными кабелями используются также и коаксиальные кабели); • беспроводные системы (н-ер, системы сотовой, радиорелейной или спутниковой связи)

Сравнение возможных технологий передачи данных • Цифровая абонентская линия хDSL: очень широкое распространение; низкая стоимость прокладки; высокий уровень помех • Кабельные модемы: кабельные сети уже существуют, полоса частот делится на всех пользователей, система является «открытой» • Беспроводные и спутниковые технологии: быстрота и мобильность предоставления услуги, требуется создание определенной инфраструктуры • Оптоволоконные линии: высокая скорость и качество линии, высокая стоимость кабельной сети

6. Сетевые протоколы

• Протокол – свод правил и стандартов, по которым взаимодействуют различные устройства • Протокол – это не программа, но именно он определяет правила и поледовательность действий при обмене информацией, которые реализуются в установке сетевого оборудования и в программах, обеспечивающих работу сети

Управляет работой сети • Специальная сетевая операционная система, которая размещается на сервере и частично – на рабочих станциях

7. Адреса в сети Интернет

Самостоятельная работа

8. Услуги Интернет Самостоятельная работа