Võrgutehnoloogiate arendamise väljavaated

Sergei Pakhomov

PC-kasutajad on juba ammu leppinud mõttega, et arvutikomponentide värskendamise tempoga sammu pidada on võimatu. Viimase mudeli uus protsessor lakkab olemast selline kahe-kolme kuu pärast. Sama kiiresti uuendatakse ka teisi arvuti komponente: mälu, kõvakettad, emaplaadid. Ja hoolimata skeptikute kinnitustest, kes väidavad, et tänapäeval arvutiga normaalseks tööks piisab ja Celeroni protsessor 400 MHz, töötavad paljud ettevõtted (loomulikult eesotsas Microsoftiga) väsimatult selle nimel, et "lisa" gigahertsile väärilist kasutust leida. Ja tuleb märkida, et nad teevad seda hästi.

Arvuti võimsuse suurenemise taustal arenevad kiires tempos ka võrgutehnoloogiad. Tavaliselt käsitletakse võrgutehnoloogiate ja arvutiriistvara arendamist traditsiooniliselt eraldi, kuid neil kahel protsessil on teineteisele tugev mõju. Ühest küljest muudab arvutipargi võimsuse kasv radikaalselt rakenduste sisu, mis toob kaasa võrkude kaudu edastatava info hulga suurenemise. IP-liikluse kiire kasv ning keeruliste kõne-, andme- ja multimeediarakenduste lähenemine nõuavad pidevat võrgu ribalaiuse suurendamist. Samal ajal jääb Etherneti tehnoloogia kulutõhusate ja suure jõudlusega võrgulahenduste aluseks. Teisest küljest ei saa võrgutehnoloogiad areneda, kui need pole seotud arvutiseadmete võimalustega. Siin on lihtne näide: gigabit Etherneti potentsiaali realiseerimiseks vajate Intel Pentium 4 protsessorit, mille taktsagedus on vähemalt 2 GHz. Vastasel juhul ei suuda arvuti või server lihtsalt nii suurt liiklust seedida.

Võrk ja arvutitehnoloogiaüksteist viib järk-järgult selleni, et personaalarvutid lakkavad olemast ainult isiklikud ning alanud arvutus- ja sideseadmete ühtlustamise protsess vabastab personaalarvuti järk-järgult "arvutilisusest", see tähendab, et sideseadmed on varustatud arvutusvõimalustega, mis toob nad arvutitele lähemale ja viimased omakorda omandavad suhtlusvõimalused. Arvutite ja sideseadmete sellise lähenemise tulemusena hakkab tasapisi kujunema järgmise põlvkonna seadmete klass, mis hakkab juba personaalarvutite rollist välja kasvama.

Arvutus- ja sideseadmete konvergentsiprotsess aga alles kogub hoogu ning selle tagajärgi on veel vara hinnata. Kui me räägime tänasest, siis väärib märkimist, et pärast pikka stagnatsiooni kohalike võrkude tehnoloogia arendamises, mida iseloomustas Fast Etherneti domineerimine, toimub üleminek mitte ainult kõrgematele kiirusstandarditele, vaid ka põhimõtteliselt uued võrgutehnoloogiad.

Arendajatel on nüüd valida nelja võrguuuenduse valiku vahel.

Gigabit Ethernet ärikasutajatele;

Juhtmeta Ethernet kontoris ja kodus;

Võrgusalvestusrajatised;

10 Gigabit Ethernet linnavõrkudes.

Ethernetil on mitu funktsiooni, mis on viinud selle tehnoloogia levikuni IP-võrkudes:

Skaleeritav jõudlus;

Skaleeritavus kasutamiseks erinevates võrgurakendustes – alates lähimaa kohtvõrkudest (kuni 100 m) kuni suurlinnavõrkudeni (40 kilomeetrit või rohkem);

Madal hind;

Paindlikkus ja ühilduvus;

Lihtne kasutada ja manustada.

Need koos Etherneti funktsioonid võimaldavad seda tehnoloogiat rakendada neljas võrguarenduse põhisuunas:

Gigabiti kiirus ettevõtete rakenduste jaoks;

Juhtmeta võrgud;

Võrgusalvestussüsteemid;

Ethernet linnavõrkudes.

Ethernet on praegu maailmas kõige laialdasemalt kasutatav kohtvõrgu tehnoloogia. International Data Corporationi (IDC 2000) andmetel põhinevad enam kui 85% kõigist kohtvõrkudest Ethernetil. Kaasaegsed tehnoloogiad Ethernet on kaugel dr Robert Metcalfe'i pakutud spetsifikatsioonidest, mille Digital, Intel ja Xerox PARC 1980. aastatel ühiselt välja töötasid.

Etherneti edu saladust on lihtne selgitada: viimase kahe aastakümne jooksul on Etherneti standardeid pidevalt täiustatud, et need vastaksid arvutivõrkude üha kasvavatele nõudmistele. 1980. aastate alguses välja töötatud 10 Mbps Etherneti tehnoloogia on arenenud esmalt 100 Mbps versiooniks ja tänaseks tänaseks Gigabit Etherneti ja 10 Gigabit Etherneti standardiks.

Gigabit Etherneti lahenduste madalate kulude ja lahenduste pakkujate selge kavatsuse tõttu anda oma klientidele tehnoloogiale tuleviku jaoks ruumi, on Gigabit Etherneti tugi muutumas ettevõtete lauaarvutite jaoks hädavajalikuks. IDC teatab, et hinnanguliselt toetab enam kui 50% tarnitud LAN-seadmetest selle aasta keskpaigaks Gigabit Etherneti.

Aasta või kaks pärast seda, kui kliendid hakkavad Gigabit Ethernetile üle minema, uuendatakse kogu infrastruktuur. Kui jälgida ajaloolisi trende, siis kuskil 2004. aasta keskpaigas saabub pöördepunkt nõudluses gigabitiste switchide järele. Gigabit Etherneti laialdane kasutamine lauaarvutites toob omakorda kaasa vajaduse 10 Gigabit Etherneti järele serverites ja magistraalides ettevõtete võrgud. 10 Gigabit Etherneti kasutamine vastab mitmetele kiiretele võrkudele esitatavatele põhinõuetele, sealhulgas madalamale omamise kogukulule võrreldes praegu kasutatavate alternatiivsete tehnoloogiatega, paindlikkusele ja ühilduvusele olemasolevaid võrke Ethernet. Tänu kõigile neile teguritele on muutumas 10 Gigabit Ethernet optimaalne lahendus linnavõrkude jaoks.

Seadmetootjatel ja teenusepakkujatel võib metroovõrkude arendamise käigus tekkida probleeme. Kas peaksite laiendama oma olemasolevat SONET/SDH infrastruktuuri või liikuma otse üle kuluefektiivsemale Etherneti-põhisele infrastruktuurile? Tänapäeva keskkonnas, kus võrguettevõtjad peavad kulusid vähendama ja tagama investeeringu varajase tasuvuse, on valiku tegemine keerulisem kui kunagi varem.

Ühildub olemasolevate seadmetega, need paindlikud ja funktsioonirikkad lahendused koos erinevad kiirused andmeedastus ja suurepärane hinna ja jõudluse suhe kiirendavad 10 Gigabit Etherneti lahenduste kasutuselevõttu metroovõrkudes.

Lisaks Fast Etherneti tehnoloogialt Gigabit Ethernetile ülemineku protsessi algusest iseloomustas 2003. aastat traadita tehnoloogiate massiline kasutuselevõtt. Viimase paari aasta jooksul kasu traadita võrgud muutuvad ilmseks suurele ringile inimestest ning traadita juurdepääsuseadmeid endid pakutakse nüüd suuremal hulgal ja madalama hinnaga. Nendel põhjustel on traadita võrgud muutunud ideaalne lahendus mobiilikasutajatele ning toimis ka kiire juurdepääsu infrastruktuurina paljudele äriklientidele.

Kiire andmeedastusstandardi IEEE 802.11b on kasutusele võtnud peaaegu kõik kuni 11 Mbps andmeedastuskiirusega traadita võrkude seadmete tootjad. Esmalt pakuti seda alternatiivina ettevõtete ja koduvõrkude ehitamiseks. Traadita võrkude areng on jätkunud selle aasta alguses vastu võetud IEEE 802.11g standardi tulekuga. See standard lubab andmeedastuskiiruse märkimisväärset kasvu – kuni 54 Mbps. Selle eesmärk on võimaldada ettevõtete kasutajatel töötada ribalaiusega rakendustega, ohverdamata edastatavate andmete hulka, kuid parandades skaleeritavust, mürakindlust ja andmeturvet.

Turvalisus on jätkuvalt väga oluline probleem, kuna üha kasvav mobiilikasutajate arv nõuab võimalust pääseda oma andmetele turvaliselt juhtmevabalt juurde kõikjal ja igal ajal. Hiljutised uuringud on näidanud WEP-krüptimise (Wired Equivalent Privacy) haavatavust, mis muudab WEP-kaitse ebapiisavaks. Usaldusväärse ja skaleeritava turvasüsteemi loomine on võimalik virtuaalse privaatvõrgu (VPN) tehnoloogiate abil, kuna need tagavad andmete kapseldamise, autentimise ja täieliku krüptimise traadita võrgus.

E-posti ja e-kaubanduse populaarsuse kiire kasv on põhjustanud andmeliikluse järsu kasvu avaliku Interneti ja ettevõtete IP-võrkude kaudu. Andmeliikluse kasv on aidanud kaasa üleminekule traditsiooniliselt serverisalvestusmudelilt (Direct Attached Storage, DAS) võrgu enda infrastruktuurile, mille tulemusena on tekkinud salvestuspiirkonnavõrgud (SAN) ja võrguga ühendatud salvestusseadmed (NAS). ).

Salvestustehnoloogiad on läbimas olulisi muutusi, mis on saanud võimalikuks seotud võrgu- ja sisend- ja väljundtehnoloogiate tulemisega. Need suundumused hõlmavad järgmist:

IP-põhiste salvestuslahenduste jaoks üleminek Etherneti ja iSCSI tehnoloogiatele;

InfiniBand arhitektuuri juurutamine klastrisüsteemidele;

Uue PCI-Express jadasiin-arhitektuuri väljatöötamine universaalsetele I/O-seadmetele, mis toetavad kiirust kuni 10 Gb/s ja rohkem.

Uus Etherneti-põhine tehnoloogia nimega iSCSI (Internet SCSI) on kiire, odav ja pikamaasalvestuslahendus veebisaitidele, teenusepakkujatele, ettevõtetele ja teistele organisatsioonidele. Selle tehnoloogia abil on traditsioonilised SCSI-käsud ja edastatavad andmed kapseldatud TCP/IP-pakettidesse. iSCSI standard võimaldab odavaid IP-põhiseid SAN-e, millel on suurepärane koostalitlusvõime.

Asjade internet (inglise keeles Internet of Things ehk lühidalt IoT) on süsteem teid ümbritsevatest seadmetest, mis on omavahel ja Internetiga ühendatud. Praegu areneb see tööstus revolutsiooniliste hüpetega kiiresti. Selline tehnoloogiline areng inimkonna evolutsioonis on võrreldav ainult aurumasina leiutamise või sellele järgnenud elektri industrialiseerimisega. Digitaalne transformatsioon kujundab tänaseni täielikult ümber kõige erinevamaid majandusharusid ja muudab meie tuttavat keskkonda. Samas, nagu sellistel puhkudel väga sageli juhtub, on tee alguses olles kõigi transformatsioonide lõppmõju raske ennustada.

Tõenäoliselt ei ole juba käivitatud protsess ühtlane ja praeguses etapis näivad mõned turusektorid olevat muutusteks rohkem valmis kui teised. Esimeste tööstusharude hulka kuuluvad olmeelektroonika, sõidukid, logistika, finants- ja pangandussektor; viimaste hulka kuuluvad põllumajandus jne. Kuigi väärib märkimist, et selles suunas on välja töötatud edukaid pilootprojekte, mis tõotavad hiljem tuua üsna olulisi tulemusi.

Projekt nimega TracoVino on üks esimesi katseid rakendada asjade internetti kuulsas Moseli orus, mis kannab ka tänapäeva Saksamaa vanima viinamarjakasvatuspiirkonna tiitlit. Lahendus põhineb pilveplatvormil, mis automatiseerib kõik viinamarjaistanduse protsessid alates toote kasvatamisest kuni lõpliku villimiseni. Otsustamise jaoks vajalik info sisestatakse elektroonilisse süsteemi mitut tüüpi anduritelt. Lisaks temperatuuri, pinnase niiskuse määramisele ja keskkonna jälgimisele saavad andurid määrata päikesekiirguse hulga, maa happesuse ja erinevate toitainete sisalduse selles. Mida see lõpuks anda võib? Ja asjaolu, et ettevõte ei võimalda veinitootjatel mitte ainult saada üldist pilti oma viinamarjaistanduse olukorrast, vaid ka analüüsida mõnda selle piirkonda. Lõppkokkuvõttes annab see inimestele võimaluse probleeme varakult tuvastada, saada kasulikku teavet võimaliku saastumise kohta ja isegi prognoosida veini võimalikku kvaliteeti ja üldist kogust. Veinivalmistajad saavad sõlmida äripartneritega tähtpäevalepinguid.

Milliseid valdkondi saab veel sellise uuendusega seostada?

IoT kasutamise enim arenenud stsenaariumid hõlmavad loomulikult ka "targad linnad". Vastavalt uuritud andmetele, mis saadi erinevatelt ettevõtetelt, nagu Beecham Research, Pike Research, iSupply Telematics, aga ka USA transpordiministeerium, on täna nende projektide elluviimise raames üle maailma u. miljard tehnilist seadet, mis vastutavad teatud muude funktsioonide eest veevarustussüsteemides, linnatranspordi juhtimises, rahvatervises ja ohutuses. Siia kuuluvad nutikad parklad, mis optimeerivad parkimiskohtade kasutamist, intelligentsed veevärgisüsteemid, mis jälgivad linnaelanike tarbitava vee kvaliteeti, nutikad sõidukipeatused, mis annavad täpset teavet õige transpordi ooteaja kohta ja palju muud.

Tööstusvaldkonnas on juba sadu miljoneid seadmeid, mis on ühendamiseks valmis. Selliste süsteemide hulka kuuluvad nutikad hooldus- ja remondisüsteemid, logistikaarvestus- ja turvasüsteemid, intelligentsed pumbad, kompressorid ja ventiilid. Energiasektoris ning elamu- ja kommunaalteenuste süsteemis on pikka aega olnud kaasatud tohutul hulgal erinevaid seadmeid - need on arvukad arvestid, jaotusvõrkude automaatikaelemendid, tarbijate vajaduste jaoks mõeldud seadmed, elektrilaadimise infrastruktuur, aga ka tehniline tugi taastuvate ja kommunaalteenuste jaoks. hajutatud toiteallikad. Meditsiinivaldkonnas asjade Internetti Sel hetkel on ühendatud ja ühendatakse ka tulevikus diagnostikavahendid, mobiilsed laborid, erinevate suundadega implantaadid, tehnilised seadmed telemeditsiini laiendamiseks.

Internetiga ühendatud seadmete arvu väljavaated tulevikus

Erinevate vaatluste kohaselt kasvab lähitulevikus tehniliste ühenduste arv proportsionaalselt ja kasvab igal aastal 25%. Üldiselt on 2021. aastaks maailmas umbes 28 miljardit ühendatud vidinat ja seadet. Sellest kogusummast vaid 13 miljardit tuleb tavalistest tarbijaseadmetest, nagu telefonid, tahvelarvutid, sülearvutid ja arvutid. Ja ülejäänud 15 miljardit seadet on tarbija- ja tööstusseadmed. Siia kuuluvad erinevad andurid, müügiterminalid, autod, tabelid jne.

Hoolimata asjaolust, et ülaltoodud andmed lähitulevikust rabavad vaimset kujutlusvõimet, pole need siiski lõplikud. Asjade Internetti juurutatakse iga korraga üha aktiivsemalt ja mida edasi, seda rohkem seadmeid (lihtsaid või keerukaid) tuleb ühendada. Inimtehnoloogia arenedes ja eriti innovatiivsete 5G võrkude käivitamise tõttu pärast 2020. aastat kasvab ühendatud tehnoloogia kogukasv hüppeliselt ja jõuab väga kiiresti 50 miljardi piirini.

Võrguühenduste tohutu iseloom ja arvukad kasutusjuhtumid dikteerivad IoT-tehnoloogiale uusi nõudeid kõige laiemas valikus. Teabeedastuse kiirus, igasugune viivitus, samuti andmeedastuse usaldusväärsus (garantii) on määratud konkreetse rakenduse omadustega. Kuid vaatamata sellele on mitmeid ühiseid eesmärke, mis panevad meid eraldi vaatama asjade Interneti võrgutehnoloogiaid ja seda, kuidas need erinevad tavalistest telefonivõrkudest.

Esimene väljakutse on võrgutehnoloogia juurutamise kulud. Tõepoolest, lõppseadmes peaks see olema oluliselt väiksem kui praegu olemasolevatel GSM / WCDMA / LTE moodulitel, mida kasutatakse telefonide ja modemite valmistamisel. Üks põhjusi, mis takistab ühendatud seadmete massilist kasutuselevõttu, on kiibistiku enda liiga kõrge rahaline komponent, mis rakendab tervet virna võrgutehnoloogiaid, mis hõlmavad kõne edastamist ja palju muid funktsioone, mis pole enamiku saadaolevate stsenaariumide puhul nii vajalikud.

Peamised nõuded uutele süsteemidele

Seotud, kuid eraldiseisev nõue on madalad energiakulud ja võimalikult pikk aku kasutusiga. Paljud asjade Interneti valdkonna stsenaariumid näevad ette ühendatud seadmete autonoomse toimimise neisse sisseehitatud akudest. Võrgumoodulite lihtsustamise ja energiasäästliku mudeli abil saavutatakse aku tööiga, mida arvestatakse kuni 10 aastat, aku kogumahutavusega 5 Wh. Selliseid arve saab eelkõige saavutada edastatava teabe hulga vähendamisega, kui kasutate pikka "vaikuse" perioodi, mille jooksul vidin teavet vastu ei võta ega edasta. Seega tarbib see praktiliselt väikese koguse elektrit. Tõsi, väärib märkimist, et konkreetsete mehhanismide rakendamine erineb loomulikult sõltuvalt sellest, millisele tehnoloogiale seda rakendatakse.

Võrgu katvus on veel üks omadus, mida tuleks põhjalikult uurida ja kaaluda. Hetkel piisavas mahus mobiilsidevõrgu levi edastab stabiilset andmeedastust asulatesse, sh hoonetesse. Kuid samas võivad ühendatud seadmed olla kohtades, kus suurema osa ajast lihtsalt pole massilist inimeste ummikut. Nende hulka kuuluvad kauged raskesti ligipääsetavad piirkonnad, tohutud raudteeliinid, tohutute merede ja ookeanide pind, maakeldrid, isoleeritud betoon- ja metallkastid, liftišahtid, raudkonteinerid jne. Enamiku asjade Interneti turuga seotud inimeste sõnul on selle probleemi lahendamise eesmärk parandada liinieelarvet 20 dB võrra võrreldes traditsiooniliste GSM-võrkudega, mis on tänapäeval endiselt mobiilsidetehnoloogiate levialas liidrid.

Asjade Interneti jaoks esitatakse suhtlusstandarditele kõrgendatud nõuded

Erinevad asjade Interneti kasutamise stsenaariumid erinevates tegevusvaldkondades eeldavad suhtlusele täiesti erinevaid nõudeid. Ja siin pole küsimus ainult võrgu kiire skaleerimise võimalustes ühendust vajavate seadmete arvu osas. Näiteks on näha, et ülaltoodud "targa viinamarjaistanduse" näites kasutatakse suurt hulka üsna lihtsaid andureid ja tööstusettevõtetes on juba ühendatud üsna keerulised üksused, mis teevad iseseisvaid toiminguid, mitte ei salvesta ainult teatud teavet, esineb keskkonnas. Mainida võib ka meditsiini kasutusvaldkonda, eelkõige telemeditsiini tehnilisi seadmeid. Nende komplekside kasutamine, mille ülesandeks on kaugdiagnostika läbiviimine, keerukate meditsiiniliste manipulatsioonide jälgimine ja kaugkoolitus, kasutades videosisu reaalajas suhtlusena, esitab kahtlemata üha uusi nõudeid nii signaali katkestuste, infoedastuse kui ka side usaldusväärsus ja turvalisus.

Asjade Interneti tehnoloogiad peavad olema äärmiselt paindlikud, et pakkuda rakendusest olenevalt mitmekesist võrgukarakteristikute komplekti, kümnete ja sadade erinevat tüüpi võrguliikluse prioriteetide seadmist ning võrguressursside õiget jaotamist majandusliku efektiivsuse tagamiseks. Tohutu hulk ühendatud seadmeid, kümneid erinevaid rakendusstsenaariume, paindlik haldamine ja juhtimine – see on kõik, mida tuleb ühise võrgu raames rakendada.

Traadita infoedastuse valdkonna viimaste aastate pikaajalised arengud ja väljatöötatud stsenaariumid on juba pühendatud püstitatud ülesannete praegusele lahendamisele. Selle põhjuseks on nii soov rakendada olemasolevaid võrguarhitektuure ja protokolle kui ka luua uuenduslikke süsteemilahendusi sõna otseses mõttes algusest peale. Ühest küljest on väga selgelt jälgitavad nn “kapillaarlahendused”, mis lahendavad suhteliselt hästi ühe piiratud potentsiaaliga hoone või territooriumi piires IoT kommunikatsiooni probleeme. Need lahendused hõlmavad tänapäeval selliseid populaarseid võrke nagu Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave, Zigbee ja nende muud digitaalsed kolleegid.

Teisest küljest on praegused mobiiltehnoloogiad selgelt väljaspool konkurentsi võrgu leviala ja mastaapsuse pakkumise osas hästi hallatud infrastruktuurile. Ericssoni mobiilsusraporti andmetel on GSM-võrgu kogukatvus täna umbes 90% planeedi asustatud territooriumist, WCDMA ja LTE võrgud katavad 65% ja 40% otse uute võrkude aktiivse ehitamisega. Mobiilsidestandardite, eelkõige 3GPP Release 13 spetsifikatsiooni väljatöötamisel tehtud sammud on suunatud just IoT eesmärkide saavutamisele, säilitades samal ajal globaalse ökosüsteemi kasutamise eelised. Nende tehnoloogiate täiustamine tulevikus saab tugeva aluse mobiilsidestandardite tulevastele modifikatsioonidele, mis muu hulgas hõlmavad viienda põlvkonna (5G) võrgustandardeid.

Litsentseerimata sagedusspektri alternatiivsed väikese võimsusega arendused on enamasti suunatud spetsiifilisematele rakendustele. Lisaks mõjutab selliste globaalsete võrkude levikut otseselt vajadus arendada uut taristut ja tehnoloogiate suletud olemus.

Eessõna Interneti revolutsiooniline mõju andmetöötlus- ja sidemaailmale on ajaloos võrreldamatu. Telegraafi, telefoni, raadio ja arvuti leiutamine sillutas teed käimasolevale enneolematule integratsioonile. Internet on ühtaegu nii globaalse ringhäälingu vahend kui ka teabe levitamise mehhanism ning inimestevahelise koostöö ja suhtluse keskkond, mis hõlmab kogu maakera. Internet on ülemaailmne arvutivõrk. See koosneb mitmesugustest arvutivõrkudest, mida ühendavad tüüplepingud teabe vahetamise ja ühtne süsteem adresseerimine. Internet kasutab TCP/IP perekonna protokolle. Need on head, sest annavad suhteliselt odava võimaluse usaldusväärselt ja kiirelt infot edastada ka mitte eriti töökindlaid sideliine, samuti ehitada mis tahes riistvaraga töötamiseks sobivat tarkvara. Adresseerimissüsteem (URL-id) annab igale arvutile (täpsemalt peaaegu igale arvutiressursile) ja igale Interneti-kasutajale unikaalsed koordinaadid, võimaldades võtta täpselt seda, mida vajate, ja saata see täpselt sinna, kuhu vajate.

Taust Umbes 40 aastat tagasi lõi USA kaitseministeerium võrgu, mis oli Interneti eelkäija – seda nimetati ARPAnetiks. ARPAnet oli eksperimentaalne võrk – see loodi sõjalis-tööstusliku valdkonna teadusuuringute toetamiseks – eelkõige selleks, et uurida meetodeid selliste võrkude ehitamiseks, mis on vastupidavad näiteks lennukite pommitamise ajal tekkivatele osalistele kahjustustele ja on võimelised jätkama normaalset toimimist. sellistel tingimustel. See nõue annab võtme Interneti põhimõtete ja ülesehituse mõistmiseks. ARPAneti mudelis on alati olnud side lähtearvuti ja sihtarvuti (sihtjaama) vahel. Eeldati, et võrk on ebausaldusväärne: mis tahes võrgu osa võib igal hetkel kaduda. Suhtlevad arvutid – mitte ainult võrk ise – vastutavad ka side loomise ja hooldamise eest. Põhiprintsiip oli, et iga arvuti suudab suhelda kaaslasena mis tahes teise arvutiga.

Andmeedastus võrgus korraldati Interneti-protokolli - IP alusel. IP-protokoll on võrgu toimimise reeglid ja kirjeldus. See komplekt sisaldab võrgus side loomise ja säilitamise reegleid, IP-pakettide käitlemise ja töötlemise reegleid, IP perekonna võrgupakettide kirjeldusi (nende struktuur jne). Võrk oli välja mõeldud ja kavandatud nii, et kasutajatelt ei nõutud teavet võrgu spetsiifilise struktuuri kohta. Sõnumi saatmiseks võrgu kaudu peab arvuti asetama andmed teatud "ümbrikusse", mida nimetatakse näiteks IP-ks, märkima sellele "ümbrikule" "võrgus konkreetse aadressi ja edastama nendest protseduuridest tulenevad paketid võrku. Need otsused võivad tunduda kummalised, nagu ka oletus "ebausaldusväärsest" võrgust, kuid kogemus on näidanud, et enamik neist otsustest on üsna mõistlikud ja õiged.Kui Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon (ISO) kulutas aastaid lõpliku standardi loomisele, algasid Interneti-aktivistid IP-tarkvara installimine igasse võimalikku arvutitüüpi See sai peagi ainsaks vastuvõetavaks viisiks erinevate arvutite ühendamiseks See skeem meeldis valitsusele ja ülikoolidele, kus on poliitika osta erinevate tootjate arvuteid. Igaüks ostis selle arvuti, mis talle meeldis ja tal oli õigus eeldada, et ta saab töötada võrgus koos teiste arvutitega.

Umbes 10 aastat pärast ARPAneti tulekut ilmusid näiteks kohtvõrgud (LAN-id), nagu Ethernet jne. Samal ajal ilmusid arvutid, mida hakati nimetama tööjaamadeks. Enamik tööjaamu töötas UNIX-i operatsioonisüsteemiga. Sellel operatsioonisüsteemil oli võimalus töötada Interneti-protokolli (IP) võrgus. Seoses põhimõtteliselt uute ülesannete ja nende lahendamise meetodite esilekerkimisega tekkis uus vajadus: organisatsioonid soovisid ühenduda ARPAnetiga oma kohaliku võrguga. Umbes samal ajal tekkisid ka teised organisatsioonid, kes hakkasid looma oma võrke kasutades IP-lähedasi sideprotokolle. Sai selgeks, et kõik võidavad, kui need võrgud saaksid omavahel suhelda, sest siis saaksid ühe võrgu kasutajad suhelda teise võrgu kasutajatega. Üks neist uutest võrkudest oli NSFNET, mis töötati välja riikliku teadusfondi (NSF) algatusel. 80ndate lõpus lõi NSF viis superarvutuskeskust, muutes need kättesaadavaks kasutamiseks igas teadusasutuses. Loodi vaid viis keskust, sest need on isegi jõukale Ameerikale väga kallid. Seetõttu tuleks neid ühiselt kasutada. Tekkis suhtlusprobleem: oli vaja moodust, kuidas need keskused ühendada ja neile ligipääs erinevatele kasutajatele anda. Algul prooviti kasutada ARPAneti sidet, kuid kaitsetööstuse bürokraatia ja personaliprobleemiga silmitsi seistes see lahendus ebaõnnestus.

Seejärel otsustas NSF ehitada ARPAneti IP-tehnoloogial põhineva oma võrgu. Keskused olid ühendatud spetsiaalsete telefoniliinidega läbilaskevõime 56 KB/s (7 KB/s). Siiski oli ilmselge, et kõiki ülikoole ja teadusasutusi ei tasu isegi otse keskustega siduda, kuna sellise koguse kaabli paigaldamine pole mitte ainult väga kallis, vaid peaaegu võimatu. Seetõttu otsustati luua võrgustikud piirkondlikul alusel. Igas riigi osas pidid asjaomased institutsioonid looma sidemeid oma lähimate naabritega. Saadud ahelad ühendati superarvutiga ühes nende punktidest, seega ühendati superarvuti keskused omavahel. Sellise topoloogia korral saaks iga arvuti suhelda mis tahes muuga, edastades sõnumeid naabrite kaudu. See otsus oli edukas, kuid saabus aeg, mil võrk ei suutnud enam suurenenud nõudlusega toime tulla. Superarvutite jagamine võimaldas ühendatud kogukondadel kasutada palju muid mitte-superarvuti asju. Äkki mõistsid ülikoolid, koolid ja muud organisatsioonid, et neil on käeulatuses andmemeri ja kasutajate maailm. Sõnumite voog võrgus (liiklus) kasvas üha kiiremini, kuni lõpuks koormas see võrku juhtinud arvuteid ja neid ühendavaid telefoniliine üle. 1987. aastal sõlmiti võrgu haldamise ja arendamise leping ettevõttega Merit Network Inc., kes haldas Michigani haridusvõrku koos IBMi ja MCI-ga. Vana füüsiline võrk asendati kiiremate (umbes 20 korda) telefoniliinidega. Asendati kiiremate ja võrku ühendatud juhtimismasinatega. Võrgu täiustamise protsess jätkub. Enamik neist ümberehitustest toimub aga kasutajatele nähtamatult. Kui lülitate arvuti sisse, ei näe te teadet, et Internet ei ole uuenduste tõttu järgmise kuue kuu jooksul saadaval. Võib-olla veelgi olulisem on see, et võrgu ülekoormus ja täiustused on loonud küpse ja praktilise tehnoloogia. Probleemid lahendati, arendusideid testiti praktikas.

Internetti pääsemise viisid Ainult e-posti kasutamine. See meetod võimaldab teil sõnumeid vastu võtta ja saata ainult teistele kasutajatele. Spetsiaalsete lüüside kaudu saate kasutada ka muid Interneti pakutavaid teenuseid. Need lüüsid aga ei võimalda interaktiivset toimimist ja nende kasutamine võib olla üsna keeruline. Kaugterminali režiim. Loote ühenduse teise arvutiga, mis on kaugkasutajana Internetiga ühendatud. Internetiteenuseid kasutavad kliendiprogrammid käivitatakse kaugarvutis ja nende töö tulemused kuvatakse teie terminali ekraanil. Kuna kasutate ühenduse loomiseks enamasti terminali emuleerimisprogramme, saate töötada ainult tekstirežiimis. Seega saate näiteks veebisaitide vaatamiseks kasutada ainult tekstibrauser ja te ei näe graafikat. Otsene ühendus. See on põhiline ja parim ühenduse vorm, kui teie arvutist saab üks Interneti sõlmedest. TCP/IP-protokolli kaudu suhtleb see otse teiste Internetis olevate arvutitega. Interneti-teenustele pääsete juurde teie arvutis töötavate programmide kaudu.

Traditsiooniliselt ühendati arvutid otse Internetti kohtvõrkude või spetsiaalsete ühenduste kaudu. Lisaks arvutile endale on selliste ühenduste loomiseks vaja täiendavaid võrguseadmeid (ruuterid, lüüsid jne). Kuna need seadmed ja ühenduskanalid on üsna kallid, kasutavad otseühendusi ainult organisatsioonid, kus on palju edastatavat ja vastuvõetud teavet. Üksikisikute ja väikeste organisatsioonide otseühenduse alternatiiviks on telefoniliinide kasutamine ajutiste ühenduste loomiseks (sissehelistamiseks) Internetiga ühendatud kaugarvutiga. Mis on SLIP/PPP? domeeninimesüsteemi nimesüsteem

Mis on SLIP/PPP? Arutlemine erinevaid viise juurdepääsu Internetile, väitsime, et otseühendus on elementaarne ja parim. See on aga üksikkasutaja jaoks liiga kallis. Kaugterminali režiimis töötamine piirab oluliselt kasutaja võimalusi. Kompromisslahenduseks on kasutada SLIP-protokolle (Serial Line interneti protokoll) või PPP (Point to Point Protocol). Järgnevalt kasutatakse SLIP-i ja/või PPP-de tähistamiseks terminit SLIP/PPP – need on paljudes aspektides sarnased. SLIP/PPP võimaldab edastada TCP/IP-pakette jadalinkide, näiteks telefoniliinide kaudu kahe arvuti vahel. Mõlemad arvutid käitavad programme, mis kasutavad TCP/IP-protokolle. Seega saavad üksikud kasutajad luua otseühenduse Internetiga oma arvutist, kasutades ainult modemit ja telefoniliini. Ühendades SLIP/PPP kaudu saate käivitada WWW, e-posti jms klientprogramme. otse arvutisse.

SLIP/PPP on tõesti viis otse Interneti-ühenduse loomiseks, kuna: Teie arvuti on Internetiga ühendatud. Teie arvuti kasutab TCP/IP-protokolli kasutades teiste arvutitega suhtlemiseks võrgutarkvara. Teie arvutil on kordumatu IP-aadress. Mis vahe on SLIP/PPP ühendusel ja kaugterminali režiimil? Nii SLIP/PPP-ühenduse kui ka kaugterminali režiimi loomiseks peate helistama teisele otse Internetiga ühendatud arvutile (pakkuja) ja registreeruma selles. Peamine erinevus seisneb selles, et SLIP/PPP ühenduse korral saab teie arvuti kordumatu IP-aadressi ja suhtleb otse teiste arvutitega, kasutades TCP/IP-protokolli. Kaugterminali režiimis on teie arvuti lihtsalt seade teenusepakkuja arvutis töötava programmi tulemuste kuvamiseks.

Domeeninimesüsteem Võrgutarkvara vajab 32-bitist IP-aadress ah ühenduse loomiseks. Kasutajad eelistavad aga kasutada arvutinimesid, kuna neid on lihtsam meeles pidada. Seega on vaja vahendeid nimede teisendamiseks IP-aadressideks ja vastupidi. Kui internet oli väike, oli see lihtne. Igas arvutis olid failid, mis kirjeldasid nimede ja aadresside vastavust. Nendes failides tehti aeg-ajalt muudatusi. Praegu on see meetod vananenud, kuna arvutite arv Internetis on väga suur. Failid on asendatud nimeserverite süsteemiga, mis jälgivad arvutinimede ja võrguaadresside vasteid (tegelikult on see vaid üks nimeserverisüsteemi pakutavatest teenustest). Tuleb märkida, et kasutusel on terve nimeserverite võrk, mitte ainult üks keskne. Nimeserverid on korraldatud puustruktuurina, mis vastab võrgu organisatsioonilisele struktuurile. Arvutinimed moodustavad ka vastava struktuuri. Näide: arvuti nimi on BORAX.LCS.MIT.EDU. See on Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi (MIT) arvutilaborisse (LCS) installitud arvuti.

Sest. Selle võrguaadressi määramiseks peate teoreetiliselt hankima teavet neljalt erinevalt serverilt. Esiteks peate võtma ühendust ühe haridusasutusi teenindava EDU serveriga (usaldusväärsuse huvides teenindab nimehierarhia igat taset mitu serverit). Selles serveris peate hankima MIT-i serverite aadressid. Ühes MIT-serveris saate LCS-serveri(te) aadressi. Lõpuks leiate LCS-serverist BORAX-i arvuti aadressi. Kõiki neid tasemeid nimetatakse domeeniks. Täisnimi BORAX.LCS.MIT.EDU on seega domeeninimi (nagu ka domeeninimed LCS.MIT.EDU, MIT.EDU ja EDU). Õnneks ei pea te iga kord kõigi loetletud serveritega ühendust võtma. Kasutaja tarkvara suhtleb tema domeenis oleva nimeserveriga, mis vajadusel võtab ühendust teiste nimeserveritega ja annab vastuseks domeeninime IP-aadressiks teisendamise lõpptulemuse. Domeenisüsteem salvestab rohkem kui lihtsalt teavet arvutite nimede ja aadresside kohta. See sisaldab ka suurt hulka muid kasulik informatsioon: teave kasutajate kohta, meiliserverite aadressid jne.

Võrguprotokollid Rakenduskihi protokolle kasutavad konkreetsed rakendusprogrammid. Nende koguarv on suur ja kasvab pidevalt. Mõned rakendused, näiteks TELNET ja FTP, on olnud kasutusel Interneti algusest peale. Teised tulid hiljem: HTTP, NNTP, POP3, SMTP. TELNET protokoll HTTP-protokoll NNTP POP3 FTP-protokoll SMTP-protokoll

TELNET-protokoll võimaldab serveril käsitleda kõiki kaugarvuteid kui standardseid tekstitüüpi "võrguterminale". TELNETiga töötamine on nagu numbrivalimine telefoninumber. Kasutaja sisestab klaviatuuril midagi sellist nagu telnet delta ja ekraanil palutakse tal siseneda delta-masinasse. TELNET-protokoll on kasutusel olnud pikka aega. See on hästi testitud ja laialdaselt kasutatav. Paljude rakenduste jaoks on loodud palju operatsioonisüsteemid.

FTP (File Transfer Protocol) on sama laialt kasutusel kui TELNET. See on TCP/IP perekonna üks vanimaid protokolle. Nii nagu TELNET, kasutab see TCP transporditeenuseid. Erinevate operatsioonisüsteemide jaoks on palju rakendusi, mis üksteisega hästi suhtlevad. FTP kasutaja saab anda mitu käsku, mis võimaldavad tal vaadata kaugmasina kataloogi, liikuda ühest kataloogist teise ja kopeerida ühte või mitut faili.

Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) toetab sõnumite (e-kirjade) edastamist suvaliste Interneti-sõlmede vahel. SMTP-protokoll võimaldab meili vahehoiustamise ja kohaletoimetamise usaldusväärsuse parandamise mehhanismidega kasutada erinevaid transporditeenuseid. SMTP-protokoll võimaldab nii sõnumite rühmitamist ühele adressaadile kui ka sõnumi mitme koopia kopeerimist erinevatele aadressidele edastamiseks. SMTP-mooduli kohal on konkreetse arvuti postiteenus. Tüüpilistes klientprogrammides kasutatakse seda peamiselt väljaminevate sõnumite saatmiseks.

HTTP (Hyper text transfer protocol) protokolli kasutatakse teabe vahetamiseks WWW (World Wide Web) serverite ja hüperteksti lehtede vaatajate – WWW brauserite vahel. Võimaldab edastada laia valikut mitmekesist teavet – teksti, graafikat, heli ja videot. Praegu on see pidevas täiustamises.

POP3 (Post Office Protocol – Mail Host Protocol, versioon 3) võimaldab meiliklientprogrammidel võtta vastu ja edastada sõnumeid meiliserveritest/postiserveritesse. Sellel on üsna paindlikud võimalused meilisõlmes asuvate postkastide sisu haldamiseks. Tüüpilistes klientprogrammides kasutatakse seda peamiselt sissetulevate sõnumite vastuvõtmiseks.

Võrguuudiste edastusprotokoll – võrguuudiste edastusprotokoll (NNTP) võimaldab uudisteserveritel ja klientprogrammidel suhelda – levitada, päringuid teha, hankida ja uudistegruppidele edastada. Uued sõnumid salvestatakse tsentraliseeritud andmebaasi, mis võimaldab kasutajal valida huvipakkuvad sõnumid. Samuti pakub see indekseerimist, linkide korrastamist ja aegunud sõnumite kustutamist.

Teenused Interneti-serverid võrgusõlmi nimetatakse võrgusõlmedeks, mis on loodud klientide päringute teenindamiseks - tarkvaraagendid, mis eraldavad teavet või edastavad selle võrku ja töötavad kasutajate otsese kontrolli all. Kliendid edastavad teavet kasutajasõbralikul ja arusaadaval kujul, serverid aga täidavad teenindusfunktsioone teabe säilitamiseks, levitamiseks, haldamiseks ja klientide soovil väljastamiseks. Igat liiki teenust Internetis pakuvad vastavad serverid ja neid saab kasutada vastavate klientide abiga. WWW Puhverserver FTPTelnet UUDISED/USENET

World Wide Web teenus pakub tohutul hulgal hüpertekstidokumente, sealhulgas teksti, graafikat, heli ja videot, mis asuvad erinevates serverites üle maailma ja on omavahel ühendatud dokumentides olevate linkide kaudu. Selle teenuse tekkimine on teabele juurdepääsu oluliselt lihtsustanud ja sellest on saanud üks Interneti plahvatusliku kasvu peamisi põhjuseid alates 1990. aastast. WWW-teenus töötab HTTP-protokolli abil. Selle teenuse kasutamiseks kasutatakse brauseriprogramme, millest hetkel populaarseimad on Netscape Navigator ja Internet Explorer. "Veebibrauserid" pole muud kui vaatajad; need on sarnased tasuta suhtlusprogrammiga Mosaic, mis loodi 1993. aastal PC ülikooli riikliku superarvutirakenduste keskuse laboris. Illinois hõlpsaks juurdepääsuks WWW-le. Mida saate WWW-ga? Peaaegu kõik, mis seostub mõistega "internetis töötamine" – alates viimastest finantsuudistest kuni teabeni meditsiini ja tervishoiu, muusika ja kirjanduse, lemmikloomade ja toataimede, toiduvalmistamise ja autotööstuse kohta.

Saate broneerida lennupileteid ükskõik millisesse maailma ossa (päris, mitte virtuaalsesse), reisibrošüüre, leida arvuti jaoks vajalikku tarkvara ja riistvara, mängida mänge kaugete (ja tundmatute) partneritega ning jälgida spordi- ja poliitilisi sündmusi maailmas. . Lõpuks pääseb enamiku WWW-le ligipääsuga programmide abil ligi ka telekonverentsidele (neid on kokku umbes), kuhu paigutatakse sõnumeid mis tahes teemadel – astroloogiast keeleteaduseni, samuti vahetatakse sõnumeid meili teel. . Tänu WWW vaatajatele avaldub kaootiline infodžungel internetis tuttavate kenasti kujundatud lehtedena teksti ja fotodega ning mõnel juhul isegi video ja heliga. Ahvatlevad tiitellehed (kodulehed) aitavad kohe aru saada, mis info järgmiseks järgneb. Olemas kõik vajalikud pealkirjad ja alapealkirjad, mida saab kerimisribade abil valida nagu tavalisel Windowsi või Macintoshi ekraanil. Iga märksõna on hüperteksti linkide kaudu ühendatud vastavate infofailidega. Ja ärge laske terminil "hüpertekst" end hirmutada: hüperteksti lingid on umbes sama, mis entsüklopeediaartikli joonealune märkus, mis algab sõnadega "vaata ka ..." Selle asemel, et raamatu lehti lehitseda, saate lihtsalt peate klõpsama soovitud märksõnal (mugavuse huvides on see ekraanil värvi või kirjatüübiga esile tõstetud) ja teie ette ilmub vajalik materjal. Väga mugav on see, et programm võimaldab naasta varem vaadatud materjalide juurde või hiirega klõpsates edasi liikuda.

- Meil. Abiga saate vahetada isiklikke või ärilisi sõnumeid aadressi omavate adressaatide vahel. Sinu e-posti aadress liitumislepingus määratud Meiliserver, kuhu Sulle postkast luuakse, töötab nagu tavaline postkontor, kuhu Sinu post jõuab. Teie e-posti aadress sarnaneb renditud postkastiga postkontor. Sinu saadetud kirjad saadetakse kohe kirjas märgitud adressaadile ning Sulle saabunud kirjad ootavad Sinu postkastis seni, kuni Sa neile järele tuled. Saate saata ja vastu võtta e-kirju kõigilt, kellel on meiliaadress. SMTP-protokolli kasutatakse peamiselt sõnumite saatmiseks ja POP3 sõnumite vastuvõtmiseks. Töötamiseks saate kasutada mitmesuguseid programme – spetsiaalseid, näiteks Eudora, või veebibrauserisse sisseehitatud programme, nagu Netscape Navigator.

Usenet on ülemaailmne aruteluklubi. See koosneb konverentside komplektist ("uudistegruppidest"), mille nimed on korraldatud hierarhiliselt vastavalt käsitletavatele teemadele. Kasutajad saadavad nendele konverentsidele spetsiaalse tarkvara kaudu sõnumeid ("artikleid" või "sõnumeid"). Pärast saatmist saadetakse sõnumid uudisteserveritesse ja muutuvad teistele kasutajatele lugemiseks kättesaadavaks. Saate saata sõnumi ja vaadata sellele tulevikus ilmuvaid vastuseid. Kuna paljud inimesed loevad sama materjali, hakkavad arvustused kogunema. Kõik sõnumid ühel teemal moodustavad lõime (“lõime”) (vene keeles on samas tähenduses kasutusel ka sõna “teema”); seega, kuigi vastused võisid olla kirjutatud eri aegadel ja segatud teiste postitustega, moodustavad need siiski ühtse diskussiooni. Saate liituda mis tahes konverentsiga, vaadata uudistelugeja abil selles sisalduvate sõnumite pealkirju, sorteerida sõnumeid teemade järgi, et arutelu oleks lihtsam jälgida, lisada oma sõnumeid koos kommentaaridega ja esitada küsimusi. Sõnumite lugemiseks ja saatmiseks kasutatakse uudistelugejaid, nagu brauseripõhine Netscape Navigator – Netscape News või Microsofti Interneti-uudised, mis on kaasas uusimad versioonid Internet Explorer.

FTP on meetod failide ülekandmiseks arvutite vahel. Jätkuv tarkvaraarendus ja unikaalsete tekstiliste teabeallikate avaldamine tagavad, et maailma FTP-arhiivid jäävad põnevaks ja pidevalt muutuvaks aardeks. Tõenäoliselt ei leia te FTP arhiividest kommertsprogramme, kuna litsentsilepingud keelavad nende avatud levitamise. Selle asemel otsige üles jagamisvara ja avatud lähtekoodiga tarkvara. Need on erinevad kategooriad: üldkasutatavad programmid on tõesti tasuta ja jagamisvara (shareware) eest tuleb autorile maksta, kui pärast prooviperioodi otsustate programmi alles jätta ja seda kasutada. Samuti kohtute nn tasuta programmidega (vabavaraga); nende loojad säilitavad autoriõigused, kuid lubavad oma loomingut tasuta kasutada. FTP-arhiivide vaatamiseks ja neisse salvestatud failide hankimiseks võite kasutada spetsiaalseid programme - WS_FTP, CuteFTP või WWW Netscape Navigatori ja Internet Exploreri brausereid - need sisaldavad sisseehitatud tööriistu FTP-serveritega töötamiseks.

Remote Login - kaugjuurdepääs - töötage kaugarvutis režiimis, mil teie arvuti emuleerib kaugarvuti terminali, st. saate teha kõike (või peaaegu kõike), mida saate teha selle masina tavalisest terminalist, millelt olete kaugjuurdepääsu seansi loonud. Programmi, mis haldab kaugseansse, nimetatakse telnetiks. Telnetil on käskude komplekt, mis juhivad sideseanssi ja selle parameetreid. Seansi tagab kaugarvuti ja Sinu tarkvara ühistöö. Nad loovad TCP-ühenduse ja suhtlevad TCP- ja UDP-pakettide kaudu. Telneti programm on Windowsiga kaasas ja installitud koos TCP/IP toega.

Puhverserver ("lähedal") on loodud teabe kogumiseks, millele kohaliku süsteemi kasutajad sageli juurde pääsevad. Kui loote Interneti-ühenduse puhverserveri abil, suunatakse teie päringud algselt sellele kohalikule süsteemile. Server hangib vajalikud ressursid ja annab need teile, säilitades samal ajal koopia. Kui samale ressursile uuesti juurde pääsete, pakutakse salvestatud koopiat. Seega väheneb kaugühenduste arv. Puhverserveri kasutamine võib juurdepääsu kiirust veidi suurendada, kui teie Interneti-teenuse pakkuja ühendus pole piisavalt tõhus. Kui sidekanal on piisavalt tugev, võib juurdepääsu kiirus isegi mõnevõrra väheneda, kuna ressursi eraldamisel luuakse kasutajalt kaugarvutiga ühe ühenduse asemel kaks: kasutajalt puhverserverisse ja puhverserverisse. kaugarvutisse.
Mõiste TCP/IP viitab tavaliselt kõigele, mis on seotud TCP- ja IP-protokollidega. See hõlmab tervet perekonda protokolle, rakendusi ja isegi võrku ennast. Perekonda kuuluvad protokollid UDP, ARP, ICMP, TELNET, FTP ja paljud teised. TCP/IP on võrgutehnoloogia. IP-moodul loob ühtse loogilise võrgu. TCP/IP protokollide arhitektuur on mõeldud ühendatud võrgu jaoks, mis koosneb eraldiseisvatest lüüside kaudu omavahel ühendatud heterogeensetest pakett-alamvõrkudest, millega on ühendatud heterogeensed masinad. Iga alamvõrk töötab vastavalt oma spetsiifilistele nõuetele ja sellel on oma suhtlusmeediumi olemus. Siiski eeldatakse, et iga alamvõrk saab vastu võtta teabepaketi (sobiva võrgupäisega andmed) ja toimetada selle selle konkreetse alamvõrgu määratud aadressile. Alamvõrk ei pea tagama pakettide kohustuslikku edastamist ega omama usaldusväärset edastusprotokolli. Seega saavad kaks samasse alamvõrku ühendatud masinat pakette vahetada. Kui on vaja pakett üle kanda erinevate alamvõrkudega ühendatud masinate vahel, saadab saatemasin paketi vastavasse lüüsi (lüüs on alamvõrguga ühendatud samamoodi nagu tavaline host). Sealt edasi suunatakse pakett läbi lüüside ja alamvõrkude süsteemi, kuni see jõuab lüüsini, mis on ühendatud sihtmasinaga samasse alamvõrku; kus pakk adressaadile saadetakse. Sellises süsteemis pakettide edastamise probleem lahendatakse Interneti-protokolli IP rakendamisega kõigis sõlmedes ja lüüsides. Interneti-kiht on sisuliselt kogu protokolliarhitektuuri põhielement, mis võimaldab ülemise kihi protokolle standardida.

TCP / IP perekonna protokolle igas Interneti-võrgu sõlmes rakendava võrgutarkvara loogiline struktuur on näidatud joonisel fig. 1. Ristkülikud tähistavad andmetöötlust ja ristkülikuid ühendavad jooned andmeedastusteed. Horisontaalne joon joonise allosas tähistab Etherneti kaablit, mida kasutatakse füüsilise andmekandja näitena. Sellest aru saades loogiline struktuur on kogu Interneti-tehnoloogia mõistmise alus. Riis. 1 Protokollimoodulite struktuur TCP/IP võrgusõlmes

Tutvustame mitmeid põhitermineid, mida edaspidi kasutame. Draiver on programm, mis suhtleb otse võrguadapteriga. Moodul on programm, mis suhtleb draiveri, võrgurakenduste või muude moodulitega. Võrguadapteri draiver ja võib-olla ka muud füüsilise võrgu spetsiifilised moodulid pakuvad võrguliidest TCP/IP perekonna protokollimoodulitele. Võrgu kaudu edastatava andmeploki nimi sõltub sellest, millisel protokollipinu kihil see asub. Andmeplokki, millega võrguliides tegeleb, nimetatakse raamiks; kui andmeplokk on võrguliidese ja IP-mooduli vahel, siis nimetatakse seda IP-paketiks; kui see on IP-mooduli ja UDP-mooduli vahel, siis on tegemist UDP-datagrammiga; kui IP-mooduli ja TCP-mooduli vahel, siis - TCP segment (või transpordisõnum); lõpuks, kui andmeplokk on võrgurakendusprotsesside tasemel, nimetatakse seda rakenduse sõnumiks. Need määratlused on loomulikult ebatäiuslikud ja puudulikud. Lisaks muutuvad need väljaandest väljaandesse. Mõelge andmevoogudele, mis läbivad joonisel fig 1 näidatud protokollivirnu. 1. TCP (Transmission Control Protocol) kasutamise korral toimub andmete ülekandmine rakendusprotsessi ja TCP mooduli vahel. Tüüpiline rakendusprotsess, mis kasutab TCP-protokolli, on failiedastusprotokolli (FTP) moodul. Sel juhul on protokollipinn FTP/TCP/IP/ENET. UDP-protokolli (User Datagram Protocol) kasutamisel toimub andmete edastamine rakendusprotsessi ja UDP-mooduli vahel. Näiteks SNMP (Simple Network Management Protocol) kasutab UDP transporditeenuseid. Selle protokollipinn näeb välja selline: SNMP/UDP/IP/ENET. Tutvustame mitmeid põhitermineid, mida edaspidi kasutame.

Kui Etherneti raam siseneb Etherneti võrguliidese draiverisse, saab selle suunata kas ARP (Address Resolution Protocol) moodulisse või IP (Internet Protocol) moodulisse. Kuhu Etherneti kaader suunata, näitab tüübivälja väärtus kaadri päises. Kui IP-moodulisse siseneb IP-pakett, siis saab selles sisalduvad andmed üle kanda kas TCP- või UDP-moodulisse, mille määrab IP-paketi päises olev protokolliväli. Kui UDP-andmegramm siseneb UDP-moodulisse, määrab datagrammi päises oleva pordivälja väärtus rakenduse, kuhu rakenduse sõnum saata. Kui TCP-sõnum jõuab TCP-moodulisse, siis rakenduse valik, kuhu sõnum saata, põhineb TCP-teate päises oleva pordivälja väärtusel. Andmete edastamine vastupidises suunas on üsna lihtne, kuna igast moodulist on alla vaid üks tee. Iga protokollimoodul lisab paketile oma päise, mille põhjal paketi vastu võtnud masin teostab demultipleksimise. Andmed rakendusprotsessist läbivad TCP- või UDP-mooduleid, misjärel sisenevad IP-moodulisse ja sealt edasi võrguliidese kihti. Kuigi Interneti-tehnoloogia toetab paljusid erinevaid meediume, eeldame siin Etherneti kasutamist, kuna see meedium on enamasti IP-võrgu füüsiliseks aluseks. Masin joonisel fig. 1-l on üks Etherneti ühenduspunkt. Kuuebaidine Etherneti aadress on iga võrguadapteri jaoks unikaalne ja draiver tunneb selle ära. Masinal on ka neljabaidine IP-aadress. See aadress tähistab IP-mooduli ja draiveri liidese võrgu pöörduspunkti. IP-aadress peab olema ainulaadne kogu Internetis Töötav masin teab alati oma IP-aadressi ja Etherneti aadressi.

Järelsõna Interneti võimalused on nii laiad, kuivõrd inimesel jätkub vaid fantaasiat. Võrgutehnoloogia on end juba tõsiselt tõestanud parima teabeallikana. Ei maksa arvata, et kõik interneti muutused on seljataha jäänud. Nimelt ja geograafiliselt on Internet võrk, kuid see on arvutitööstuse, mitte traditsioonilise telefoni- või televisioonitööstuse toode. Selleks, et Internet oleks esirinnas, peavad muutused jätkuma ja arenevad edasi arvutitööstuse tempos. Täna toimuvad muudatused on suunatud uute teenuste, näiteks reaalajas andmeedastuse pakkumisele. Võrkude ja eelkõige Interneti kõikjal kättesaadavus koos võimsate, kompaktsete ja taskukohaste andmetöötlus- ja sidevahenditega (arvuti sülearvutid, kahesuunalised piiparid, isiklikud digitaalsed assistendid, Mobiiltelefonid jne) võimaldab luua uusi mobiilse andmetöötluse ja side võimalusi. Seetõttu on täna eriti oluline pöörata tähelepanu sellele tehnoloogilisele vaatenurgale ja püüda teha kõik võimaliku Interneti laialdaseks kasutamiseks haridusvaldkonnas. Kirjandus

Teave on saadud ülemaailmsest võrgust aadressil: support/internet.htm museums/internet/index.htm

Võrgutehnoloogiate arendamisel eristuvad selgelt kolm peamist suundumust: ühendatud mobiiliklientide arvu kasv, olemasolevate ja uute veebiteenuste paranemine ning online-videoliikluse osakaalu kasv.

"Ameeriklased vajavad telefoni, aga meil pole seda vaja. Meil on palju sõnumitoojaid." Sir W. Preece, Briti postkontori peainsener, 1878.

"Kes kurat tahab kuulda näitlejaid rääkimas?" G.M. Warner, Warner Bros., 1927

"Ma arvan, et maailmaturul võib jõuda viie arvutini." Thomas Watson, IBMi juht, 1943.

"Televisioon ei saa veeta esimest kuus kuud ühelgi turul, mille ta on hõivanud. Inimesed tüdivad peagi igaõhtusest vineerikasti vaatamisest.» Darryl Zanuck, 20th Century Fox, 1946

21. sajandi esimesel kümnendil "muutis Internet oma staatust" globaalsest arvutivõrgust "globaalseks inforuumiks", näidates end nii sotsiaalses kui ka majandussfääris ning jätkates arengut. Võimalus pääseda juurde veebile mitte ainult arvutist, vaid ka muudest seadmetest, traditsiooniliselt võrguühenduseta telekommunikatsiooniteenuste (telefoni, raadio, televisiooni) võrguversioonide kasvav populaarsus, ainulaadsed võrguteenused – kõik see aitab kaasa Interneti-ühenduse jätkuvale kasvule. internetikasutajate arvu ja sellest tulenevalt liikluse kasvu. Cisco visuaalse võrgunduse arenguindeks ennustab, et ülemaailmne liiklus ületab 2015. aastaks 50 eksabaiti (2010. aasta 22 eksabaidilt). Lõviosa liikluse genereerimisest võtab enda kanda online-video, mille maht ületas 2011. aastal esimest korda muud tüüpi (hääl+andmed) koguliikluse. 2015. aastaks on videoliikluse maht üle 30 eksabaidi (2010. aasta 14–15 eksabaidist). Internet jääb peamiseks sisule juurdepääsu vahendiks, samas suureneb sellesse võrku otse ühendatud mobiilseadmete liikluse osakaal. Kõneliikluse maht suureneb veidi, kuna. asendada "telefon" häälsuhtlus on videotelefoni ühendus.

Juurdepääs ressurssidele

Võrgutegevuse prognoositav kasv mõjutab tõenäoliselt telekommunikatsiooniettevõtete kiirenenud üleminekut olemasolevalt võrgutaristult kontseptsiooni elluviimisele. multiteenusvõrk ().

Riis. 1. Multiteenusvõrgu kontseptsioon

Multiteenus võrk on võrgukeskkond, mis on võimeline edastama heli-, videovooge ja andmeid ühtses (digitaalses) formaadis, kasutades üht protokolli (võrgukiht: IP v6). Ahelkommutatsiooni asemel kasutatav pakettkommutatsioon muudab mitme teenuse võrgu alati kasutusvalmis. Ribalaiuse reserveerimine, edastuse prioriteedi kontroll ja teenuse kvaliteedi (QoS) protokollid võimaldavad eristada erinevat tüüpi liikluse jaoks pakutavaid teenuseid. See tagab läbipaistva ja ühtlase võrguühenduse ning ligipääsu võrguressurssidele ja teenustele nii olemasolevatele kui ka lähitulevikus ilmuvatele kliendiseadmetele. Traadiga juurdepääs multiteenusvõrgus muutub veelgi kiiremaks ja mobiilne juurdepääs veelgi odavamaks.

Interneti-raadio

Voogesitus Interneti-raadio ilmus XX sajandi 90ndate lõpus. ja saavutas kiiresti populaarsuse. Juhtivad raadiojaamad on andnud kasutajatele võimaluse brauseri kaudu saateid kuulata. Võrguraadiojaamade arvu kasvuga hakkasid kolmandate osapoolte arendajad pakkuma kasutajatele spetsiaalseid kliendirakendusi - Interneti-raadiomängijaid.

Interneti-raadiopleieri näide on Radiocent. Lisaks põhifunktsioonile, võrguraadiole, pakub see mängija järgmisi funktsioone: juurdepääs kümnetele tuhandetele (!) Interneti-raadiojaamadele; paindlik esitusloendite haldamine; otsige veebist muusikat ja raadiot riigi ja žanri järgi; võimalus salvestada õhust mp3-vormingus. Programmi Radiocent Windowsi versiooni saab ametlikult veebisaidilt tasuta alla laadida.

Radiocent programmi liides

Teenused

Videosuhtlusest saab peamine abonendisuhtlusliik ja televisioon toimub ümberkujunemine, mille tulemusena toimub tegelikult teleri ja personaalarvuti ühinemine. Sisseehitatud brauseriga telerid on juba turul ja 3-5 aasta pärast pakuvad pakkujad isegi Venemaal mitte "digiteeritud" maapealset televisiooni, vaid päris digitaalset (interaktiivsus + HDTV).

Suureneb online-multimeediateenuste osakaal, filmid ja muusika internetis muutuvad kättesaadavamaks ja kvaliteetsemaks.

Tarkvaraturg nihkub mobiilseadmete, näiteks nutitelefonide ja tahvelarvutite rakenduste poole. Veebiteenused muutuvad kõige populaarsemaks, asendades traditsiooniliselt võrguühenduseta rakendused. Rakendusprogrammide võrgupakettidega on võimalik töötada Interneti kaudu vastavalt mudelile "tarkvara kui teenus". Vaid 20–25% tarkvaratoodetest arendatakse personaalarvutite jaoks.

Internetikaubanduse areng toob kaasa võrguturgudel tellitavate kaupade ja teenuste arvu kasvu. Tavalist ostukogemust saab täielikult muuta: pole vaja minna toidupoodi. Piisab, kui minna nutitelefonist supermarketi veebisaidile ja teha vajalike toodete tellimus, maksta selle eest kohe nutitelefonist ja oodata kohaletoimetamist.

Internetipanganduse areng toob kaasa nutitelefonidele mõeldud "kliendipanga" rakenduste tekkimise. Finantstehingute vaatlemine sellises rakenduses toimub biomeetriliselt või puutetundlike „žestide” abil puuteekraanil.

Teenused" Virtuaalne reaalsus” võimaldab „näha“ ennast meelepärase mudeli autos või „selga proovida“ teatud tüüpi riideid antud tingimustes.

Selle lehe alaline aadress:

Et mõista, kuidas kohalik võrk , on vaja mõista sellist mõistet nagu võrgutehnoloogia.

Võrgutehnoloogia koosneb kahest komponendist: võrguprotokollid ja seadmed, mis tagavad nende protokollide toimimise. protokolli on omakorda "reeglite" kogum, mille järgi saavad võrgus olevad arvutid omavahel ühenduse luua, samuti teavet vahetada. Võrgutehnoloogiate abil on meil Internet olemas, teie kodus on arvutite vahel lokaalne ühendus. Rohkem võrgutehnoloogiad helistas põhilised, kuid neil on ka teine ​​ilus nimi - võrguarhitektuurid.

Võrguarhitektuur määratleb mitu võrguparameetrit, millest peate kohaliku võrgu seadme mõistmiseks veidi aimu saama:

1) Andmeedastuskiirus. Määrab, kui palju teavet, tavaliselt bittides mõõdetuna, saab teatud aja jooksul võrgu kaudu saata.

2) Võrgukaadrite formaat. Võrgu kaudu edastatav teave eksisteerib nn "kaadrite" - teabepakettide kujul. Erinevate võrgutehnoloogiate võrgukaadritel on edastatavate teabepakettide vormingud erinevad.

3) Signaali kodeerimise tüüp. Määrab, kuidas elektriliste impulsside abil infot võrku kodeeritakse.

4) edastusvahend. See on materjal (tavaliselt kaabel), mida läbib teabevoog – just see, mis lõpuks kuvatakse meie monitoride ekraanidel.

5) Võrgu topoloogia. See on võrguskeem, milles on "servad", mis on kaablid ja "tipud" - arvutid, mille külge need kaablid tõmmatakse. Levinud on kolm peamist võrguskeemide tüüpi: ring, siin ja täht.

6) Andmeedastuskandjale juurdepääsu viis. Kasutatakse kolme võrgumeedia juurdepääsu meetodit: deterministlik meetod, suvapöördusmeetod ja prioriteetne edastamine. Levinuim deterministlik meetod, mille puhul jagatakse spetsiaalse algoritmi abil edastusmeediumi kasutamise aeg kõigi meediumis olevate arvutite vahel. Juhusliku võrgujuurdepääsu meetodi puhul võistlevad arvutid võrgule juurdepääsu pärast. Sellel meetodil on mitmeid puudusi. Üks neist puudustest on edastatava teabe osa kadumine teabepakettide kokkupõrke tõttu võrgus. Prioriteetne juurdepääs annab vastavalt suurima hulga teavet seatud prioriteedijaamale.

Nende parameetrite komplekt määrabvõrgutehnoloogia.

Võrgutehnoloogia on nüüdseks laialt levinud IEEE802.3/Ethernet. See on muutunud laialt levinud lihtsate ja odavate tehnoloogiate tõttu. See on populaarne ka tänu sellele, et selliste võrkude hooldus on lihtsam. Etherneti võrkude topoloogia on tavaliselt üles ehitatud "tähe" või "siini" kujul. Selliste võrkude edastuskandja kasutab nii õhukest kui ka paksu koaksiaalkaablid, sama hästi kui keerdpaarid ja fiiberoptilised kaablid. Etherneti võrkude pikkus on tavaliselt 100–2000 meetrit. Andmeedastuskiirus sellistes võrkudes on tavaliselt umbes 10 Mbps. Etherneti võrgud kasutavad tavaliselt CSMA/CD-juurdepääsu meetodit, mis viitab detsentraliseeritud juhuslikule võrgujuurdepääsu meetoditele.

Samuti on olemas kiire võrgu valikud Ethernet: IEEE802.3u/Fast Ethernet ja IEEE802.3z/Gigabit Ethernet, pakkudes andmeedastuskiirust vastavalt kuni 100 Mbps ja kuni 1000 Mbps. Nendes võrkudes on edastusmeedium valdavalt optiline kiud, või varjestatud keerdpaar.

On ka vähem levinud, kuid üldlevinud võrgutehnoloogiaid.

võrgutehnoloogia IEEE802.5/Token Ring iseloomustab asjaolu, et sellises võrgus on kõik tipud või sõlmed (arvutid) ühendatud rõngasse, kasutavad võrgule juurdepääsuks markermeetodit, toetavad varjestatud ja varjestamata keerdpaar, sama hästi kui optiline kiud edastuskandjana. Token-Ringi võrgus on kiirus kuni 16 Mbps. Maksimaalne sõlmede arv sellises ringis on 260 ja kogu võrgu pikkus võib ulatuda 4000 meetrini.

Lugege selle teema kohta järgmisi artikleid:

Kohalik võrk IEEE802.4/ArcNet on eriline selle poolest, et kasutab andmete edastamiseks volituste edastamise juurdepääsumeetodit. See võrk on üks vanimaid ja varem populaarsemaid maailmas. Selline populaarsus on tingitud võrgu töökindlusest ja madalatest kuludest. Tänapäeval on selline võrgutehnoloogia vähem levinud, kuna kiirus on sellises võrgus üsna madal - umbes 2,5 Mbps. Nagu enamik teisi võrke, kasutab see edastuskandjana varjestatud ja varjestamata keerdpaare ning fiiberoptilisi kaableid, mis võivad moodustada kuni 6000 meetri pikkuse võrgu ja hõlmata kuni 255 abonenti.

Võrgu arhitektuur FDDI (Fiber Distributed Data Interface), põhineb IEEE802.4/ArcNet ja on oma kõrge töökindluse tõttu väga populaarne. See võrgutehnoloogia hõlmab kaks fiiberoptilist rõngast, kuni 100 km pikk. Samas on tagatud ka suur andmeedastuskiirus võrgus - ca 100 Mbps. Kahe fiiberoptilise rõnga loomise mõte seisneb selles, et ühel rõngal on üleliigsete andmetega tee. See vähendab edastatud teabe kaotamise võimalust. Sellises võrgus võib olla kuni 500 abonenti, mis on ka eeliseks teiste võrgutehnoloogiate ees.