История развития сетей. Основы теории вычислительных сетей

Основы теории вычислительных сетей

Концепция вычислительных сетей является логическим результатом эволюции компьютерной технологии. Выделят следующие этапы эволюции глобальных и локальных сетей:

1.Системы пакетной обработки (50-е годы)

Системы пакетной обработки, как правило, строились на базе мэйнфрейма – мощного и надежного компьютера универсального назначения. Данные системы работали в пакетном режиме -пользователи подготавливали перфокарты, содержащие данные и команды программ, и передавали их в вычислительный центр, операторы вводили эти карты в компьютер, а распечатанные результаты пользователи получали обычно только на следующий день. Пакетный режим – это самый эффективный режим использования вычислительной мощности, так как он позволяет выполнить в единицу времени больше пользовательских задач, чем любые другие режимы.

2. Многотерминальные системы (60-е годы)

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 компьютер отдавался в распоряжение сразу нескольким пользователям. Каждый пользователь получал в свое распоряжение терминал, с помощью которого он мог вести диалог с компьютером. Причем, время реакции вычислительной системы было достаточно мало для того, чтобы пользователю была не слишком заметна параллельная работа с компьютером и 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. Такие многотерминальные централизованные системы внешне уже были очень похожи на локальные вычислительные сети.

3. Появление глобальных сетей (60-е – начало 70-х)

К этому времени назрела потребность в соединении компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга. Началось все с решения простой задачи – доступ к компьютеру с терминалов, удаленных от него на многоие сотни, а то и тысячи км. Терминалы соединялись с компьютерами через телефонные линии с помощью модемов. Такие сети позволяли многочисленным пользователям получать удаленный доступ к разделяемым ресурсам нескольких мощных компьютеров класса суперЭВМ. Затем появились системы, в которых наряду с удаленными системами типа терминал-компьютер были реализованы и удаленные связи типа компьютер-компьютер. Компьютеры получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что и является базовым механизмом любой вычислительной сети. Используя этот механизм, в первых сетях были реализованы службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронной почты и другие, ставшие теперь традиционными сетевые службы.

Таким образом, хронологически первыми появились глобальные вычислительные сети. Именно при построении глобальных сетей были впервые предложены и отработаны многие основные идеи и концепции современных сетей. Такие, например, как многоуровневое построение коммуникационных протоколов, технология коммутации пакетов, маршрутизация пакетов в составнех сетях.

4. Первые локальные сети (70-е годы)

В начале 70-х годов произошел технологический прорыв в области производства компьютерных компонентов – появились большие интегральные схемы. Их сравнительно небольшая стоимость и высокие функциональные возможности привели к созданию мини-компьютеров, которые стали реальными конкурентами мэйнфреймов.

Даже небольшие подразделения предприятий получили возможность покупать для себя компьютеры. Мини-компьютеры выполняли задачи управления технологическим оборудованием, складом и другие задачи уровня подразделения предприятия. Таким образом, появилась концепция распределения компьютерных ресурсов по всему предприятию.

Потребности пользователей вычислдительной техники постоянно росли, им стало недостаточно собственных компьютеров. Возникла потребность в обмене данными с другими близко расположенными компьютерами. В связи с этой потребностью предприятия и организации стали объединять свои мини-компьютеры вместе и разрабатывать программное обеспечение, необходимое для их взаимодействия. В результате появились первые локальные вычислительные сети. Перые локальные сети во многом отличались от современных вычислительных сетей, в первую очередь – своими устройствами сопряжения. На первых порях для соединения компьютеров друг с другом использовались самые разнообразные нестандартные устройства со своим способом представления данных на линиях связи, своими типами кабелей и т.п. Эти устройства могли соединять только те типы компьютеров, для которых были разработаны. Например, мини-компьютеры PDP-11 с мэйнфреймом IBM 360 или компьютеры “Наири” с компьютерами «Днепр».

5. Создание стандартных технологий локальных сетей (80-е годы).

В середине 80-х годов положение в локальных сетях стало кардинально меняться. Утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть – Ethernet, Arcnet, Token Ring. Мощным стимулом для их развития послужили персональные компьютеры. ПК явились идеальными элементами для построения сетей – с одной стороны, они были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, а с другой – явно нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а также разделения дорогих периферийных устройств и дисковых массивов. Поэтому ПК стали преобладать в сетях, причем не только в качестве клиентских компьютеров, но и в качестве центров хранения и обработки данных, то есть сетевых серверов, потеснив с этих привычных ролей мини-компьютеры и мэйнфреймы.

Стандартные сетевые технологии превратили процесс построения локальной сети из искусства в рутинную работу. Для создания сети достаточно было приобрести сетевые адаптеры соответствующего стандарта (например, Ethernet), стандартный кабель, присоединить адаптеры к кабелю стандартными разъемами и установить на компьютер одну из популярных сетевых операционных систем (например, NetWare), после этого сеть начинала работать.

6. Современные тенденции.

Сегодня вычислительные сети продолжают развиваться, причем достаточно быстро. Основные тенденции современного этапа развития вычислительных сетей:

· Разрыв между локальными и глобальными сетями постоянно сокращается во многом из-за появления высокоскоростных территориальных каналов связи, не уступающих по качеству кабельным системам локальных сетей. В глобальных сетях появляются службы доступа к ресурсам, такие же удобные и прозрачные, как и службы локальных сетей. Например, популярная глобальная сеть Internet.

· В локальных сетях вместо соединяющего компьютеры пассивного кабеля появилось разнообразное коммуникационное оборудование – коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы. Благодаря такому оборудованию появилась возможность построения больших корпоративных сетей, насчитывающих тысячи компьютеров и имеющих сложную структуру.

· Возродился интерес к крупным компьютерам – в основном из-за того, что после спада эйфории по поводу легкости работы с персональными компьютерами выяснилось, что системы, состоящие из сотен серверов, обслуживать сложнее, чем несколько больших компьютеров. Поэтому на новом витке эволюционной спирали мэйнфремы стали возвращаться в корпоративные вычислительные системы.

· Как в локальных, так и в глобальных сетях стала обрабатываться несвойственная ранее вычислительным сетям информация – голос, видеоизображения, рисунки. Это потребовало внесения изменений в работу протоколов, сетевых операционных систем и коммуникационного оборудования. Сложность передачи такой мультимедийной информации по сети связана с ее чувствительностью к задержкам при передаче пакетов данных – задержки обычно приводят к искажению такой информации в конечных узлах сети. Сегодня эти проблемы решаются самыми различными способами (например, использование сетей АТМ).

Дата добавления: 2014-01-11