Национальный исследовательский университет "Высшая Школа Экономики"
Опубликован: 19.11.2012 | Доступ: свободный | Студентов: 11106 / 6720 | Длительность: 29:54:00
Специальности: Менеджер, Преподаватель
Лекция 18:

Глобальные сети. Сетевые услуги (сервисы)

< Лекция 17 || Лекция 18: 123
Аннотация: Рассмотрены глобальные сети, отдельным пунктом выделены сети в России.
Ключевые слова: ARPA, ПО, вычислительная сеть, PDP, сеть, NCP, network controller, protocol, national science foundation, ARPANET, сеть передачи данных, хост, конфигурация, глобальные сети, nsfnet, оператор связи, compuserve, america online, interconnection, network access, Интернет, internet backbone, магистраль, пропускная способность, VBN, very, speed, backbone network, service, MCI, word, COM, транспортировка, длина, бит, инфраструктура, связность, сети передачи данных, frame relay, программные средства, ASCII, материальные затраты, transmission, control, internet protocol, URL, uniform resource locator, сетевой принтер, информация, маршрут, сервер, минимум, количество информации, public network, MSK, Gigabit Ethernet, сетевая инфраструктура, координатор, ipv6, компьютерная сеть, network, информационная среда, интеграция, MSU, RSSI, очередь, магистральный канал, магистральная сеть, телекоммуникационная сеть, y-cable, wireless, CIS, протокол передачи данных, телеконференция, chat, удаленный терминал, file transfer protocol, gopher, WAIS, archie, котировки, isp, IPP, издатель, internet host, локальный хост, MESI, MTU, техническое обеспечение, алгоритмический язык, хостинг, компьютер, программное обеспечение, адрес, безопасность, связь, отправка, работ, выходная информация, система программирования, программирование

Виды глобальных сетей

В конце шестидесятых годов:

  • корпорация Rand (сокращение от Research and Development - научно-исследовательские разработки);
  • Массачусетский технологический институт;
  • Калифорнийский университет Лос-Анжелеса, - начали эксперименты по созданию децентрализованной вычисли-тельной сети с передачей пакетов.

В 1968 г. ARPA (Агентство по работе с исследовательскими проектами в области перспективных исследований военного ведомства США) открыло финансирование этого проекта.

К осени 1969г. была создана глобальная вычислительная сеть АРПА-НЕТ, состоявшая из 4 ЭВМ:

  • SDS SIGMA в Калифорнийском университете Лос-Анжелеса;
  • SDS 940 в Стенфордском исследовательском институте;
  • IBM 360 в Калифорнийском университете Санта-Барбары;
  • DEC PDP-10 в университете штата Юта.

В дальнейшем сеть быстро развивалась: в 1971г. она насчитывала 15 узлов; в 1972 г. - 37; в 1973 г. к сети подключены зарубежные узлы (Университетский колледж в Лондоне и Королевская лаборатория радиолокации в Норвегии), и глобальная вычислительная сеть стала международной. В 1987 г. количество узлов в сети составляло 10000; в 1989 г. - 100000.

Сначала сеть работала по протоколу NCP (Network Control Protocol).

В 1974 г. Винт Серф и Боб Кан (сотрудники National Science Foundation) опубликовали первые спецификации протоколов TCP/IP. В 1983 г. ARPANET отказалась от NCP в пользу TCP/IP.

Internet - это "сеть сетей", не глобальная вычислительная сеть, а структура, объединяющая десятки тысяч глобальных вычислительных сетей.

Глобальная вычислительная сеть (ГВС) имеет в своей основе базовую сеть передачи данных (рис.18.1).

На рис.18.1:

  • символы "УС" обозначают узлы связи;
  • символы "ЭВМ" - локальные ЭВМ, подключенные к глобальной вычислительной сети;
  • цифры обозначают номер канала связи базовой сети передачи данных (СПД).
Типовая структура ГВС

Рис. 18.1. Типовая структура ГВС

При создании глобальной вычислительной сети в узлах СПД устанавливаются мощные ЭВМ, называемые хост-компьютерами. Возможны различные конфигурации ГВС. Звездообразная (рис.18.2):

Звездообразная конфигурация ГВС

Рис. 18.2. Звездообразная конфигурация ГВС

Звездообразная конфигурация обладает наименьшей надежностью из-за наличия единственного сетеобразующего узла.

Узловая (рис.18.3).

Узловая конфигурация ГВС

Рис. 18.3. Узловая конфигурация ГВС

Узловая глобальная вычислительная сеть - более надежная. Но наличие единственного центрального узла не позволяло решать задачи, поставленные перед разработчиками Министерством обороны США. Несмотря на это, примерно такая сеть реализована в нашей стране некоторыми министерствами.

Наибольшей надежностью и устойчивостью обладают сети распределенной конфигурации (рис.18.4), матричные, полносвязные и др.

Полносвязная конфигурация ГВС

Рис. 18.4. Полносвязная конфигурация ГВС

В сентябре 1971 г географическая карта ARPANET представляла собой (рис.18.5):

Структура ГВС ARPANET

Рис. 18.5. Структура ГВС ARPANET

Затем, по примеру АРПАНЕТ, стали появляться другие глобальные сети.

Одна из первых сетей США - NSFNET - выглядела аналогично (рис.18.6)

 Сеть NSFNET

Рис. 18.6. Сеть NSFNET

Таких сетей в США было создано много. Различные глобальные сети обслуживаются разными операторами связи: CompuServ, Prodiji, America Online, и др. Отдельные узлы сетей выделены как точки соединения сетей (Interconnect Points) и точки доступа к сети (Network Access Points).

Для объединения глобальных вычислительных сетей в единую структуру в течение 80-х годов в США был создан "магистральный хребет Интернет" (Internet Backbone), который лег в основу супермагистрали NSFNET.

Сначала эта суперскоростная магистраль имела пропускную способность 56 Кбит/сек. В 1988 г. ее пропускная способность была увеличена до 1,544 Мбит/сек. NSFNET перестала существовать в качестве супермагистрали в 1995 г.

Ее заменила vBNS (very high speed Backbone Network Service - сверхвысокоскоростная Сетевая служба магистрали) с пропускной способностью 155 Мбит/сек (владельцы: Национальный научный фонд и оператор дальней связи MCI Word Com).

24 февраля 1999г. в США параллельно с vBNS введена в эксплуатацию Интернет-2 - высокоскоростная магистраль Abilene (кольцо через всю страну из волоконно-оптического кабеля, длиной 21000 км). К Abilene было подключено 130 университетов. Вначале сеть использовалась только для научных исследований. Новая сеть обеспечивала передачу в реальном времени "видео телевизионного качества (30 кадров в секунду); транспортировку файлов терабайтного размера; телемедицину (консультации во время операций). Длина IP-адреса в новой сети увеличена с 32 до 128 бит.

Пропускная способность Abilene - 2,4 Гбит/сек. Предполагалось ее увеличить до 9,6 Гбит/сек. В перспективе Abilene должна охватить все университеты США. Обслуживание сети ведет университет штата Индиана. К сети разрешают подключаться некоторым канадским, скандинавским и голландским центрам.

В соответствии с концепцией национальной информационной инфраструктуры Альберта Гора, магистральная инфраструктура США (Abilene + vBNS) должна слиться со средствами массовой информации - произойдет слияние нескольких отраслей промышленности: компьютерной, телекоммуникационной, софтверной и промышленности информационного снабжения (т.е. создания и поставки информации: развлекательной, социальной, учебной, научной, медицинской, и др.), так как государству нужна связность посредством информационных сетей, выполняющих роль нервной системы страны.

К супермагистрали подключаются глобальные вычислительные сети меньшей производительности, которые имеют свои базовые сети передачи данных, предоставляющие услуги frame relay. Более подробно с супермагистралью Abilene можно познакомиться на ее сайте (рис.18.7): http://www.internet2.edu/maps/network

Структура супермагистрали Abilene

Рис. 18.7. Структура супермагистрали Abilene

В каждой ГВС применяется различная номенклатура технических средств (SUN, IBM PC, Apple и др.).

Форматы используемой в разных ГВС информации и системы команд различны.

Для того чтобы соединить две ГВС, построенные на разных типах ЭВМ (неоднородные ГВС), необходимы специальные технические и программные средства, реализованные в виде "шлюзов" (или "маршрутизаторов").

В шлюзах осуществляется перекодировка информации из кодов, действующих в одной сети, в коды, действующие в другой (например, из КОИ-7 в ДКОИ или в ASCII и обратно), и преобразовываются другие данные (например, адреса абонентов сети) в соответствии с правилами, принятыми в каждой ГВС.

При большом количестве разнородных глобальных вычислительных сетей для связи друг с другом эти ГВС должны иметь большое количество шлюзов, что связано с большими материальными затратами.

Значительно более эффективным является разработка общих для всех правил обмена информацией и способов ее представления.

1 января 1983 года ARPANET перешла на новый протокол (TCP/IP). Этот день принято считать официальной датой рождения Интернета.

При создании Internet разработаны единые правила обмена информацией - протоколы TCP (Transmission Control Protocol) и IP (Internet Protocol), применяемые обычно совместно и известные под именем TCP/IP, в состав которых входила стандартная система адресации ресурсов (URL - Uniform Resource Locator).

URL и протоколы TCP/IP являются стандартом Internet и обязательны для использования всеми ГВС для внешнего обмена информацией в составе Internet.

URL, или доменная система адресации, позволяет адресовать не только абонентов (в качестве которых могут выступать серверы, клиентские компьютеры, абонентские пункты, сетевые принтеры, и др.), но и информационные единицы, вплоть до файлов.

Согласно протоколу TCP, передаваемая информация разбивается на маленькие фрагменты - пакеты (дейтограммы). Соединение пакетов в соответствии с этим протоколом происходит на принимающей машине после их поступления (поступать они могут на принимающую машину вразбивку и по различным маршрутам).

Протокол IP определяет наилучший маршрут от одной ЭВМ к другой и управляет передачей пакетов.

Internet реализована с ориентацией на технологию "клиент-сервер", т.е. предусматривает наличие хост-компьютеров (хост-компьютером называется каждая постоянно подключенная к сети ЭВМ с установленным на ней программным обеспечением как минимум одного сервера), с которыми связываются компьютеры-клиенты (локальные ЭВМ).

В Internet насчитываются миллионы хост-компьютеров, принадлежащих различным глобальным вычислительным сетям (в 1969 г. было всего 4 "хоста", в 1996 г. количество хост-компьютеров возросло до 8,3 млн).

В таком количестве хост-компьютеров хранится огромное количество информации.

< Лекция 17 || Лекция 18: 123
Фахруддин хемракулыев
Фахруддин хемракулыев
Шерхон Давлатов
Шерхон Давлатов

Почему тесты (1,2,3..) не работают. Хочу пройти тест но не получается

Татьяна Никулина
Татьяна Никулина
Россия, г. Северобайкальск
Марина Дрочкова
Марина Дрочкова
Россия, г. Вологда