Мережа та мережева технологія. Мережеві інформаційні технології

Сьогодні мережі і мережеві технології з'єднують людей в будь-яких куточках світу і забезпечують їм доступ до найбільшої розкоші на світі - людському спілкуванню. Люди без перешкод спілкуються і грають з друзями, що знаходяться в інших частинах світу.

Відбуваються події стають відомі у всіх країнах світу за лічені секунди. Кожен в змозі підключитися до Інтернету і викласти свою порцію інформації.

Мережеві інформаційні технології: коріння їх виникнення

У другій половині минулого століття людською цивілізацією були сформовані дві її найважливіші науково-технічні галузі - комп'ютерні та телекомунікаційні технології. Близько чверті століття обидві ці галузі розвивалися самостійно, і в їх рамках були створені відповідно комп'ютерні та телекомунікаційні мережі. Однак в останній чверті ХХ сторіччя в результаті еволюції і взаємопроникнення цих двох галузей людського знання і виникло те, що ми називаємо терміном «мережева технологія», що є підрозділом більш загального поняття «інформаційна технологія».

В результаті їх появи в світі відбулася нова технологічна революція. Подібно до того як за кілька десятиліть до неї поверхню суші покрилася мережею швидкісних автомагістралей, в кінці минулого століття всі країни, міста і села, підприємства та організації, а також індивідуальні житла виявилися пов'язаними "інформаційними магістралями". При цьому всі вони стали елементами різних мереж передачі даних між комп'ютерами, в яких були реалізовані ті чи інші технології передачі інформації.

Технологія мережі: поняття та зміст

Мережева технологія являє собою достатній для побудови деякої інформаційно-обчислювальної мережі цілісний комплекс правил подання та передачі інформації, що реалізуються у вигляді так званих «стандартних протоколів», а також апаратних і програмних засобів, що включають мережеві адаптери з драйверами, кабелі та ВОЛЗ, різні коннектори ( роз'єми).

"Достатність" цього комплексу засобів означає його мінімалізацію при збереженні можливості побудови працездатної мережі. Вона повинна мати потенціал вдосконалення, наприклад, за рахунок створення в ній підмереж, що вимагають застосування протоколів різного рівня, а також спецкоммунікаторов, іменованих зазвичай «маршрутизаторами». Після вдосконалення мережа стає надійніше і швидше, але ціною появи надбудов над основною мережевою технологією, складовою її базис.

Термін "мережева технологія" найбільш часто застосовується у вищеописаному вузькому сенсі, проте часто він расширенно трактується як будь-який набір засобів і правил побудови мереж певного типу, наприклад "технологія локальних комп'ютерних мереж".

Прообраз мережевої технології

Першим прообразом комп'ютерної мережі, але ще не самою мережею, стали в 60-80-х рр. минулого століття багатотермінальні системи. Представляючи собою сукупність монітора і клавіатури, що розташовуються на великих відстанях від великих ЕОМ і з'єднуються з ними за допомогою телефонних модемів або по виділених каналах, термінали виходили з приміщень ІОЦ і розосереджувалися по всій будівлі.

При цьому, крім оператора самої ЕОМ на ІОЦ, всі користувачі терміналів отримували можливість вводити з клавіатури свої завдання і спостерігати за їх виконанням на моніторі, здійснюючи і деякі операції керування завданнями. Такі системи, що реалізують як алгоритми поділу часу, так і пакетної обробки, називалися системами віддаленого вводу завдань.

Глобальні мережі

Слідом за Багатотермінальні системами в кінці 60-х рр. ХХ ст. був створений і перший тип мереж - глобальні комп'ютерні мережі (ГКС). Вони зв'язали суперкомп'ютери, що існували в одиничних екземплярах і зберігали унікальні дані і ПО, з великими ЕОМ, що перебували від них на відстанях до багатьох тисяч кілометрів, за допомогою телефонних мереж і модемів. Ця мережна технологія була раніше апробована в багатотермінальних системах.

Першою ГКС в 1969 р стала ARPANET, що працювала в Міноборони США й об'єднувала різнотипні комп'ютери з різними ОС. Вони оснащувалися допмодулямі для реалізації комунікаційних мережевих протоколів, загальних для всіх вхідних в мережу комп'ютерів. Саме на ній були розроблені основи мережевих технологій, що застосовуються і в даний час.

Перший приклад конвергенції комп'ютерних та телекомунікаційних мереж

ГКС дісталися у спадок лінії зв'язку від старіших і більш глобальних мереж - телефонних, т. К. Прокладати нові лінії великої протяжності було дуже дорого. Тому багато років у них використовувалися аналогові телефонні канали для передачі в даний момент часу тільки однієї розмови. Цифрові дані передавалися по ним з дуже низькою швидкістю (десятки кбіт / с), а можливості обмежувалися передачею файлів даних і електронною поштою.

Однак успадкувавши телефонні лінії зв'язку, ГКС не взяли їх основну технологію, засновану на принципі комутації каналів, коли кожній парі абонентів на весь час сеансу зв'язку виділявся канал з постійною швидкістю. У ГКС використовували нові комп'ютерні мережеві технології, засновані на принципі пакетної комутації, при якому дані у вигляді невеликих порцій-пакетів з постійною швидкістю видаються в Некомутований мережу і приймаються їх адресатами в мережі по адресним кодам, вбудованим в заголовки пакетів.

Попередники локальних мереж

Поява в кінці 70-х рр. ХХ ст. БІС призвело до створення міні-ЕОМ з невисокою вартістю і багатими функціональними можливостями. Вони стали реально конкурувати з великими ЕОМ.

Широку популярність придбали міні-ЕОМ сімейства PDP-11. Їх почали встановлювати в усі, навіть дуже невеликі виробничі підрозділи для керування техпроцесами й окремими технологічними установками, а також у відділи управлінь підприємств для виконання офісних завдань.

Виникла концепція розподілених по всьому підприємству комп'ютерних ресурсів, хоча всі міні-ЕОМ все ще працювали автономно.

Поява LAN-мереж

До середини 80-х рр. ХХ ст. були впроваджені технології об'єднання міні-ЕОМ в мережі, засновані на комутації пакетів даних, як і в ГКС.

Вони перетворили побудову мережі одного підприємства, звану локальної (LAN - мережа), в майже тривіальну задачу. Для її створення потрібно тільки придбати мережеві адаптери під вибрану LAN-технологію, наприклад, Ethernet, стандартну кабельну систему, встановити на її кабелі коннектори (роз'єми) і з'єднати адаптери з міні-ЕОМ і між собою за допомогою цих кабелів. Далі на ЕОМ-сервер встановлювалася одна з ОС, призначена для організації LAN - мережі. Після цього вона починала працювати, і подальше приєднання кожної нової міні-ЕОМ не викликало ніяких проблем.

Неминучість появи Інтернету

Якщо поява міні-ЕОМ дозволило розподілити комп'ютерні ресурси рівномірно по територіях підприємств, то поява на початку 90-х рр. ПК зумовило їх поступове поява спочатку на кожному робочому місці будь-якого працівника розумової праці, а потім і в індивідуальних людських оселях.

Відносна дешевизна і висока надійність роботи ПК спочатку дали потужний поштовх розвитку LAN-мереж, а потім привели і до виникнення глобальної комп'ютерної мережі - Інтернету, що охопила сьогодні всі країни світу.

Розмір Інтернету кожен місяць приростає на 7-10%. Він являє собою ядро, сполучна різні локальні і глобальні мережі підприємств та установ у всьому світі один з одним.

Якщо на першому етапі через Інтернет в основному передавалися файли даних або електронної пошти, то сьогодні він забезпечує в основному віддалений доступ до розподілених інформресурсів і електронним архівам, до комерційних і некомерційних інформслужбу багатьох країн. Його архіви вільного доступу містять відомості практично по всіх областях знання і діяльності людини - від нових напрямків у науці до прогнозів погоди.

Основні мережеві технології LAN-мереж

Серед них виділяють базові технології, на яких може будуватися базис будь-якої конкретної мережі. Як приклад можна привести такі відомі LAN-технології як Ethernet (1980), Token Ring (1985) і FDDI (кінець 80-х рр.).

Наприкінці 90-х рр. в лідери технології LAN-мереж вийшла технологія Ethernet, що об'єднала класичний його варіант зі швидкістю передачі даних до 10 Мбіт / с, а також Fast Ethernet (до100 Мбіт / c) і Gigabit Ethernet (до 1000 Мбіт / c). Всі Ethernet-технології мають близькі принципи роботи, що спрощують їх обслуговування та об'єднання побудованих на їх основі LAN-мереж.

У той же період в ядра практично всіх комп'ютерних ОС їх розробниками стали вбудовуватися мережеві функції, що реалізують перераховані вище мережеві інформаційні технології. З'явилися навіть спеціалізовані комунікаційні ОС начебто IOS компанії Cisco Systems.

Як розвивалися ГКС-технології

Технології ГКС на аналогових телефонних каналах через велику рівня спотворень в них відрізнялися складними алгоритмами контролю і відновлення даних. Прикладом їх є технологія X.25 розробки ще початку 70-х рр. ХХ ст. Більш сучасні мережеві технології - це frame relay, ISDN, ATM.

ISDN - абревіатура, що означає «цифрову мережу з інтеграцією послуг», дозволяє проведення віддалених відеоконференцій. Віддалений доступ забезпечується установкою в ПК адаптерів ISDN, що працюють у багато разів швидше будь-яких модемів. Є і спеціальне ПЗ, що дозволяє популярним ОС і браузерам працювати з ISDN. Але дорожнеча обладнання і необхідність прокладати спеціальні лінії зв'язку гальмує розвиток цієї технології.

Технології глобальних мереж прогресували разом з телефонними мережами. Після появи цифрової телефонії була розроблена спецтехнологія Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH), підтримуюча швидкості до 140 Мбіт / с і використовувана для створення підприємствами їх власних мереж.

Нова технологія Synchronous Digital Hierarchy (SDH) наприкінці 80-х рр. ХХ ст. розширила пропускну спроможність цифрових телефонних каналів до 10 Гбіт / c, а технологія Dense Wave Division Multiplexing (DWDM) - до сотень Гбіт / c і навіть до кількох Тбіт / c.

Технології Інтернету

Мережеві технології Інтернету засновані на використанні мови гіпертексту (або HTML-мови) - спецязика розмітки електронних документів, представляє собою упорядкований набір атрибутів (тегів), впроваджуваних попередньо розробниками інтернет-сайтів в кожну їх сторінку. Звичайно, мова в даному випадку не йде про текстових або графічних документах (фотографіях, картинках), які вже «викачані» користувачем з Інтернету, знаходяться в пам'яті його ПК і проглядаються через текстові або графічні редактори. Мова йде про так званих веб-сторінках, що переглядаються через програми-браузери.

Розробники інтернет-сайтів створюють їх на HTML-мові (зараз створено безліч засобів і технологій цієї роботи, узагальнено званої «версткою сайтів») у вигляді сукупності веб-сторінок, а власники сайтів поміщають в інтернет-сервери на умовах оренди у власників серверів їх пам'яті (так званого «хостингу»). Вони цілодобово працюють в Інтернеті, обслуговуючи запити його користувачів на перегляд завантажених в них веб-сторінок.

Браузери користувальницьких ПК, отримавши через сервер свого інтернет-провайдера доступ до конкретного сервера, адреса якого міститься в імені запитуваного інтернет-сайту, отримують доступ до цього сайту. Далі, аналізуючи HTML-теги кожної сторінки, що переглядається, браузери формують її зображення на екрані монітора в тому вигляді, як це було задумано розробником сайту - з усіма заголовками, квітами шрифту і фону, різними вставками у вигляді фото, діаграм, картинок і т. П .