A hálózati technológiák fejlesztésének kilátásai

Szergej Pakhomov

A PC-felhasználók régóta beletörődtek abba a gondolatba, hogy lehetetlen lépést tartani a PC-komponensek frissítésének ütemével. A legújabb modell új processzora két-három hónap múlva megszűnik ilyen lenni. Ugyanilyen gyorsan frissülnek a számítógép egyéb összetevői is: memória, merevlemezek, alaplapok. És a szkeptikusok biztosítékai ellenére, akik azt állítják, hogy a PC-vel végzett normál munkához ma már elég és Celeron processzor 400 MHz-en sok cég (természetesen a Microsoft vezetésével) fáradhatatlanul dolgozik azon, hogy méltó felhasználási lehetőséget találjon az "extra" gigahertznek. És meg kell jegyezni, hogy jól csinálják.

A PC növekvő teljesítménye mellett a hálózati technológiák is rohamos ütemben fejlődnek. Általában a hálózati technológiák és a számítógépes hardver fejlesztését hagyományosan külön tárgyalják, de ez a két folyamat erősen befolyásolja egymást. Egyrészt a számítógéppark kapacitásának növekedése radikálisan megváltoztatja az alkalmazások tartalmát, ami a hálózatokon keresztül továbbított információ mennyiségének növekedéséhez vezet. Az IP-forgalom gyors növekedése, valamint a bonyolult hang-, adat- és multimédiás alkalmazások konvergenciája a hálózati sávszélesség folyamatos növelését teszi szükségessé. Ugyanakkor az Ethernet technológia továbbra is a költséghatékony és nagy teljesítményű hálózati megoldások alapja marad. Másrészt a hálózati technológiák nem fejlődhetnek anélkül, hogy ne lennének kötve a számítógépes berendezések képességeihez. Íme egy egyszerű példa: a gigabites Ethernetben rejlő lehetőségek kiaknázásához legalább 2 GHz-es órajelű Intel Pentium 4 processzorra van szükség. Ellenkező esetben a számítógép vagy a szerver egyszerűen nem lesz képes megemészteni az ilyen nagy forgalmat.

Hálózati és számítógépes technológia Egymás fokozatosan oda vezet, hogy a személyi számítógépek megszűnnek csak személyesek lenni, és a számítástechnikai és kommunikációs eszközök konvergenciájának megkezdődött folyamata fokozatosan megszabadítja a személyi számítógépet a „számítógépességtől”, vagyis a kommunikációs eszközök számítástechnikai képességekkel ruházódnak fel, ami közelebb hozza őket a számítógépekhez, az utóbbiak pedig megszerzik kommunikációs képességek. A számítógépek és kommunikációs eszközök ezen konvergenciája következtében fokozatosan kezd kialakulni a következő generációs eszközök egy osztálya, amely már túlnő a személyi számítógépek szerepén.

A számítástechnikai és kommunikációs eszközök konvergenciájának folyamata azonban még mindig lendületet vesz, ennek következményeit még korai megítélni. Ha a mai napról beszélünk, érdemes megjegyezni, hogy a helyi hálózatok technológiai fejlesztésének hosszú stagnálása után, amelyet a Fast Ethernet dominanciája jellemez, nemcsak a magasabb sebességre való átállás folyamata zajlik. alapvetően új hálózati technológiákhoz.

A fejlesztők most négy hálózati frissítési lehetőség közül választhatnak:

Gigabit Ethernet vállalati felhasználók számára;

Vezeték nélküli Ethernet az irodában és otthon;

Hálózati tárolóeszközök;

10 Gigabit Ethernet városi hálózatokban.

Az Ethernet számos olyan tulajdonsággal rendelkezik, amelyek ennek a technológiának az IP-hálózatokban való elterjedéséhez vezettek:

Skálázható teljesítmény;

Skálázhatóság különféle hálózati alkalmazásokhoz - a kis hatótávolságú helyi hálózatoktól (100 m-ig) a nagyvárosi hálózatokig (40 kilométer vagy több);

Alacsony ár;

Rugalmasság és kompatibilitás;

Könnyű használat és adminisztráció.

Ezeket együttvéve Ethernet funkciók lehetővé teszi a technológia alkalmazását a hálózatfejlesztés négy fő irányában:

Gigabit sebesség vállalati alkalmazásokhoz;

Vezeték nélküli hálózatok;

Hálózati tárolórendszerek;

Ethernet városi hálózatokban.

Az Ethernet jelenleg a legszélesebb körben használt LAN technológia világszerte. Az International Data Corporation (IDC 2000) szerint az összes helyi hálózat több mint 85%-a Etherneten alapul. Modern technológiák Az Ethernet messze áll a Dr. Robert Metcalfe által javasolt és a Digital, az Intel és a Xerox PARC által az 1980-as években közösen kifejlesztett specifikációktól.

Az Ethernet sikerének titka könnyen megmagyarázható: az elmúlt két évtizedben az Ethernet szabványokat folyamatosan fejlesztették, hogy megfeleljenek a számítógépes hálózatokkal szemben támasztott egyre növekvő igényeknek. Az 1980-as évek elején kifejlesztett 10 Mbps-os Ethernet technológia először 100 Mbps-os változattá fejlődött, ma pedig a mai Gigabit Ethernet és 10 Gigabit Ethernet szabványokká.

A Gigabit Ethernet megoldások alacsony költsége és a megoldásszolgáltatók egyértelmű szándéka miatt, hogy ügyfeleiknek technológiai mozgásteret biztosítsanak a jövő számára, a Gigabit Ethernet támogatás elengedhetetlenné válik a vállalati asztali PC-k számára. Az IDC jelentése szerint a becslések szerint a szállított LAN-eszközök több mint 50%-a támogatja a Gigabit Ethernetet az idei év közepére.

Egy-két évvel azután, hogy az ügyfelek elkezdenek áttérni a Gigabit Ethernetre, a teljes infrastruktúra frissítésre kerül. Ha a történelmi trendeket követjük, akkor valahol 2004 közepén fordulat következik be a gigabites switchek iránti keresletben. A Gigabit Ethernet széleskörű használata asztali számítógépeken 10 Gigabit Ethernet szükségességét eredményezi a szerverekben és a gerinchálózatokban vállalati hálózatok. A 10 Gigabit Ethernet használata számos kulcsfontosságú követelményt teljesít a nagy sebességű hálózatokkal szemben, beleértve a jelenleg használt alternatív technológiákhoz képest alacsonyabb teljes birtoklási költséget, rugalmasságot és kompatibilitást meglévő hálózatok Ethernet. Mindezeknek a tényezőknek köszönhetően a 10 Gigabit Ethernet válik optimális megoldás városi hálózatokhoz.

A metróhálózatok fejlesztése során problémákkal találkozhatnak a berendezésgyártók és a szolgáltatók. Bővítse meglévő SONET/SDH infrastruktúráját, vagy térjen át egy költséghatékonyabb Ethernet-alapú infrastruktúrára? A mai környezetben, amikor a hálózatüzemeltetőknek csökkenteniük kell költségeiket és biztosítaniuk kell a befektetés korai megtérülését, a választás nehezebb, mint valaha.

Kompatibilis a meglévő berendezésekkel, ezek a rugalmas, funkciókban gazdag megoldások különféle sebességek az adatátvitel és a kiváló ár/teljesítmény arány felgyorsítja a 10 Gigabit Ethernet megoldások elterjedését a metróhálózatokban.

A Fast Ethernet technológiáról a Gigabit Ethernetre való átállás kezdete mellett 2003-at a vezeték nélküli technológiák tömeges bevezetése jellemezte. Az elmúlt néhány évben az előnyök vezeték nélküli hálózatok Az emberek széles köre számára nyilvánvalóvá válik, és magukat a vezeték nélküli hozzáférési eszközöket ma már nagyobb számban és alacsonyabb áron mutatják be. Ezen okok miatt a vezeték nélküli hálózatok váltak ideális megoldás mobilfelhasználók számára, valamint azonnali hozzáférési infrastruktúraként működött a vállalati ügyfelek széles köre számára.

Az IEEE 802.11b nagysebességű adatátviteli szabványt szinte minden gyártó átvette a 11 Mb/s adatsebességű vezeték nélküli hálózatokhoz. Először a vállalati és otthoni hálózatok kiépítésének alternatívájaként javasolták. A vezeték nélküli hálózatok fejlődése az év elején elfogadott IEEE 802.11g szabvány megjelenésével folytatódott. Ez a szabvány az adatátviteli sebesség jelentős növekedését ígéri - akár 54 Mbps-ig. Célja, hogy a vállalati felhasználók az átvitt adatmennyiség feláldozása nélkül dolgozhassanak nagy sávszélességet igénylő alkalmazásokkal, ugyanakkor javítsák a méretezhetőséget, a zajmentességet és az adatbiztonságot.

A biztonság továbbra is nagyon fontos kérdés, mivel az egyre növekvő számú mobilfelhasználó igényli, hogy bárhol és bármikor biztonságosan hozzáférhessenek adataihoz vezeték nélkül. A közelmúltban végzett kutatások a Wired Equivalent Privacy (WEP) titkosításában sérülékenységet mutattak ki, ami elégtelenné teszi a WEP-védelmet. Megbízható és skálázható biztonsági rendszer létrehozása virtuális magánhálózati (VPN) technológiák segítségével lehetséges, mivel vezeték nélküli hálózatban biztosítják az adatok tokozását, hitelesítését és teljes titkosítását.

Az e-mail és az e-kereskedelem népszerűségének gyors növekedése a nyilvános interneten és a vállalati IP-hálózatokon keresztüli adatforgalom drámai növekedését okozta. Az adatforgalom növekedése hozzájárult ahhoz, hogy a hagyományos szervertárolási modellről (Direct Attached Storage, DAS) áttérjünk magának a hálózatnak az infrastruktúrájára, ami a tárolóhálózatok (SAN) és a hálózathoz csatolt tárolóeszközök (NAS) megjelenését eredményezte. ).

A tárolási technológiák jelentős változásokon mennek keresztül, amelyeket a kapcsolódó hálózati és I/O technológiák megjelenése tesz lehetővé. Ezek a trendek a következők:

Átállás Ethernet és iSCSI technológiákra az IP-alapú tárolási megoldásokhoz;

InfiniBand architektúra megvalósítása fürtrendszerekhez;

Új PCI-Express soros busz architektúra fejlesztése univerzális I/O eszközökhöz, amelyek akár 10 Gb/s vagy nagyobb sebességet is támogatnak.

Az új Ethernet-alapú technológia, az iSCSI (Internet SCSI) egy nagy sebességű, alacsony költségű, távolsági tárolási megoldás webhelyek, szolgáltatók, vállalkozások és más szervezetek számára. Ezzel a technológiával a hagyományos SCSI-parancsokat és a továbbított adatokat TCP/IP-csomagokba foglalják. Az iSCSI szabvány alacsony költségű, IP-alapú SAN-okat tesz lehetővé kiváló együttműködési képességgel.

Az Internet of Things (az angol Internet of Things vagy röviden IoT szóból) olyan eszközök rendszere, amelyek Önt körülveszik, és amelyek egymással és az internettel csatlakoznak. Jelenleg ez az iparág forradalmi ugrásokkal gyorsan fejlődik. Az emberiség evolúciójában elért ilyen technológiai fejlődés csak a gőzgép feltalálásához vagy az elektromosság ezt követő iparosításához hasonlítható. A digitális átalakulás a mai napig teljesen átformálja a legkülönbözőbb gazdasági ágazatokat és átalakítja megszokott környezetünket. Ugyanakkor, mint az ilyen esetekben nagyon gyakran megtörténik, az út elején lévén minden átalakulás végső hatása nehezen megjósolható.

A már elindított folyamat valószínűleg nem lesz egységes, és ebben a szakaszban egyes piaci szektorok készebben állnak a változásra, mint mások. Az első iparágak közé tartozik a fogyasztói elektronika, a járművek, a logisztika, a pénzügyi és a bankszektor; ez utóbbiak közé tartozik a mezőgazdaság stb. Bár érdemes megjegyezni, hogy sikeres kísérleti projekteket dolgoztak ki ebben az irányban, amelyek a későbbiekben meglehetősen jelentős eredményeket ígérnek.

A TracoVino névre keresztelt projekt az egyik első kísérlet a tárgyak internete megvalósítására a híres Moselle-völgyben, amely a modern Németország legrégebbi szőlőtermő vidéke címet is viseli. A megoldás egy felhőplatformon alapul, amely automatizálja a szőlőültetvény összes folyamatát, a termék termesztésétől a végső palackozásig. A döntéshozatalhoz szükséges információk többféle szenzorról kerülnek az elektronikus rendszerbe. Az érzékelők a hőmérséklet, talajnedvesség meghatározása és a környezet monitorozása mellett képesek lesznek meghatározni a beérkező napsugárzás mennyiségét, a föld savasságát és a benne lévő különféle tápanyagok tartalmát. Mit adhat a végén? Illetve az, hogy a cég nemcsak általános képet ad majd a borászoknak dűlőjük állapotáról, hanem annak egyes területeit is elemzi. Végső soron ez lehetőséget ad arra, hogy az emberek időben felismerjék a problémákat, hasznos információkhoz jussanak az esetleges szennyeződésekről, sőt előrejelzést kapjanak a bor lehetséges minőségéről és mennyiségéről. A borászok határidős szerződéseket köthetnek majd üzleti partnerekkel.

Milyen egyéb területek kapcsolhatók még egy ilyen innovációhoz?

Az IoT használatának legfejlettebb forgatókönyvei természetesen magukban foglalják az „okos városokat”. A különböző cégektől, így a Beecham Research-től, a Pike Research-től, az iSupply Telematics-tól, valamint az Egyesült Államok Közlekedési Minisztériumától kapott tanulmányozott adatok szerint ma e projektek megvalósításának részeként világszerte kb. egymilliárd műszaki eszköz, amely bizonyos egyéb funkciókért felelős a vízellátó rendszerekben, a városi közlekedésirányításban, a közegészségügyben és a közbiztonságban. Ilyenek a parkolóhelyek kihasználását optimalizáló intelligens parkolók, a városlakók által fogyasztott víz minőségét figyelő intelligens vízellátó rendszerek, a megfelelő közlekedés várakozási idejéről részletes tájékoztatást nyújtó okos járműmegállók és még sok más.

Az ipari területen már több százmillió olyan eszköz létezik, amelyek készen állnak a csatlakoztatásra. Az ilyen rendszerek közé tartoznak az intelligens karbantartási és javítási rendszerek, logisztikai könyvelési és biztonsági rendszerek, intelligens szivattyúk, kompresszorok és szelepek. Az energiaszektorban, valamint a lakás- és kommunális szolgáltató rendszerben már régóta rengeteg különféle eszköz érintett - ezek számos mérőműszer, elosztóhálózatok automatizálási elemei, fogyasztói igényeket kielégítő berendezések, elektromos töltőinfrastruktúra, valamint a megújuló és a kommunális szolgáltatók műszaki támogatása. elosztott áramforrások. Az orvosi területen a dolgok internetére Ebben a pillanatban diagnosztikai eszközök, mobil laboratóriumok, különböző irányú implantátumok kapcsolódnak és kapcsolódnak a jövőben is, műszaki eszközök a távorvoslás kiterjesztésére.

A jövőben az internethez csatlakoztatott eszközök számának kilátásai

Különböző megfigyelések szerint a közeljövőben a műszaki bekötések száma ezzel arányosan, évente 25%-kal fog növekedni. Általánosságban elmondható, hogy 2021-re körülbelül 28 milliárd csatlakoztatott kütyü és eszköz lesz a világon. Ebből mindössze 13 milliárd származik olyan általános fogyasztói eszközökből, mint a telefonok, táblagépek, laptopok és számítógépek. A maradék 15 milliárd készülék pedig fogyasztói és ipari eszköz lesz. Ide tartoznak a különféle érzékelők, értékesítési terminálok, autók, eredményjelző táblák stb.

Annak ellenére, hogy a fenti közeljövőbeli adatok megütik a képzeletet, mégsem ezek a végleges adatok. A dolgok internete minden alkalommal egyre aktívabban kerül megvalósításra, és minél tovább, annál több (egyszerű vagy összetett) eszközt kell csatlakoztatni. Ahogy az emberi technológia fejlődik, és különösen az innovatív 5G hálózatok 2020 utáni bevezetése miatt, az összekapcsolt technológia teljes növekedése az egekbe fog szökni, és nagyon gyorsan eléri az 50 milliárdos határt.

A hálózati kapcsolatok tömeges jellege, valamint a számos felhasználási eset új követelményeket támaszt az IoT-technológiával szemben a legszélesebb körben. Az információátvitel sebességét, bármilyen késleltetést, valamint az adatátvitel megbízhatóságát (garanciáját) az adott alkalmazás jellemzői határozzák meg. Ennek ellenére azonban számos közös cél van, amelyek arra késztetnek bennünket, hogy külön-külön megvizsgáljuk az IoT hálózati technológiáit és azok különbségeit a szokásos telefonhálózatoktól.

Az első kihívás a hálózati technológia megvalósításának költsége. Valójában a végső eszközben lényegesen kevesebbnek kell lennie, mint a jelenleg meglévő GSM / WCDMA / LTE moduloknak, amelyeket telefonok és modemek gyártásához használnak. Az egyik ok, ami hátráltatja a csatlakoztatott eszközök tömeges elterjedését, magának a lapkakészletnek a túl magas pénzügyi összetevője, amely a hálózati technológiák teljes halomát valósítja meg, beleértve a hangátvitelt és sok más olyan funkciót, amelyek a legtöbb rendelkezésre álló forgatókönyvben nem annyira szükségesek.

Az új rendszerekkel szemben támasztott főbb követelmények

Ehhez kapcsolódó, de külön követelmény az alacsony energiaköltség és a lehető leghosszabb akkumulátor-élettartam. A tárgyak internete területén számos forgatókönyv biztosítja a csatlakoztatott eszközök autonóm működését a beépített akkumulátorokról. A hálózati modulok egyszerűsítésével és az energiahatékony modellel 5 Wh teljes akkumulátorkapacitás mellett akár 10 évre is számítható akkumulátor-élettartam érhető el. Ezeket a számokat különösen az átvitt információ mennyiségének csökkentésével lehet elérni, ha hosszú ideig tartó „csend”-t használunk, amely alatt a modul nem fogad vagy továbbít információkat. Így gyakorlatilag kis mennyiségű áramot fogyaszt. Igaz, érdemes megjegyezni, hogy az egyes mechanizmusok megvalósítása természetesen eltérő attól függően, hogy melyik technológiára fogják alkalmazni.

A hálózati lefedettség egy másik jellemző, amelyet alaposan tanulmányozni és figyelembe kell venni. Jelenleg a megfelelő mennyiségű mobilhálózati lefedettség stabil adatátvitelt biztosít a települések felé, így az épületeken belül is. Ugyanakkor a csatlakoztatott eszközök olyan helyeken is lehetnek, ahol az idő nagy részében egyszerűen nincs tömeges torlódás. Ide tartoznak a távoli, nehezen megközelíthető területek, hatalmas vasútvonalak, hatalmas tengerek és óceánok felszíne, földalagsorok, szigetelt beton- és fémdobozok, liftaknák, vaskonténerek stb. A probléma megoldásának célja az IoT-piacon dolgozók többsége szerint a vonalköltségvetés 20 dB-lel történő javítása a hagyományos GSM hálózatokhoz képest, amelyek ma is vezető szerepet töltenek be a mobiltechnológiák lefedettségében.

A tárgyak internete esetében fokozott követelményeket támasztanak a kommunikációs szabványokkal szemben

A tárgyak internete használatának különböző forgatókönyvei különböző tevékenységi területeken teljesen eltérő kommunikációs követelményeket támasztanak. És itt nem csak a hálózat gyors skálázásának lehetőségeiről van szó a csatlakozást igénylő eszközök számában. Például látható, hogy az "okos szőlőültetvény" fenti példájában nagyszámú meglehetősen egyszerű érzékelőt használnak, és az ipari vállalkozásoknak már meglehetősen összetett egységei lesznek csatlakoztatva, amelyek önálló műveleteket hajtanak végre, és nem csak bizonyos információkat rögzítenek, a környezetben fordul elő. Megemlíthető még az orvosi alkalmazási terület, különösen a telemedicina technikai eszközei. Ezen komplexumok, amelyek feladata a távdiagnosztika, a komplex orvosi manipulációk monitorozása és a távoktatás videotartalmat valós idejű kommunikációt használva, kétségtelenül egyre több új követelményt támaszt majd a jelmegszakítások, az információátvitel, valamint mint a kommunikáció megbízhatósága és biztonsága.

Az Internet of Things technológiáinak rendkívül rugalmasnak kell lenniük ahhoz, hogy az alkalmazástól függően változatos hálózati jellemzőket biztosítsanak, több tíz és száz különböző típusú hálózati forgalom prioritása, valamint a hálózati erőforrások helyes elosztása a gazdasági hatékonyság érdekében. Óriási számú csatlakoztatott berendezés, több tucat különböző alkalmazási forgatókönyv, rugalmas felügyelet és vezérlés – ez minden, amit egy közös hálózat keretein belül kell megvalósítani.

A vezeték nélküli információátvitel területén az elmúlt évek hosszú távú fejlesztései és kidolgozott forgatókönyvei már a kitűzött feladatok jelenlegi megoldásának szentelték. Ez egyrészt a meglévő hálózati architektúrák és protokollok megvalósítására való törekvésnek, másrészt az innovatív rendszermegoldásoknak a szó szoros értelmében a kezdetektől fogva köszönhető. Egyrészt nagyon jól nyomon követhetőek az úgynevezett „kapilláris megoldások”, amelyek viszonylag jól megoldják az IoT-kommunikáció problémáit egyetlen épületen vagy korlátozott potenciállal rendelkező területen belül. E megoldások közé tartoznak a manapság olyan népszerű hálózatok, mint a Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave, Zigbee és egyéb digitális megfelelőik.

Másrészt a jelenlegi mobiltechnológiák egyértelműen versenyen kívül állnak a hálózati lefedettség és a jól menedzselt infrastruktúra méretezhetőségének biztosítása terén. Az Ericsson Mobility Report szerint a GSM hálózat teljes lefedettsége ma a bolygó lakott területének mintegy 90%-a, a WCDMA és LTE hálózatok 65%-át és 40%-át közvetlenül az új hálózatok aktív kiépítésével fedik le. A mobilkommunikációs szabványok, különösen a 3GPP Release 13 specifikáció fejlesztése során megtett lépések pontosan az IoT-célok elérését célozzák, miközben megőrzik a globális ökoszisztéma használatának előnyeit. E technológiák fejlesztése a jövőben szilárd alapot jelent a mobilkommunikációs szabványok jövőbeni módosításaihoz, amelyek többek között az ötödik generációs (5G) hálózati szabványokat is magukban foglalják.

Az engedély nélküli frekvenciaspektrum alternatív, alacsony fogyasztású fejlesztései nagyrészt speciálisabb alkalmazásokra irányulnak. Emellett az új infrastruktúra kialakításának szükségessége és a technológiák zártsága közvetlenül befolyásolja az ilyen globális hálózatok terjedését.

Előszó Az internet forradalmi hatása a számítástechnika és a kommunikáció világára páratlan a történelemben. A távíró, a telefon, a rádió és a számítógép feltalálása megnyitotta az utat a most zajló példátlan integráció előtt. Az internet egyben a globális műsorszórás eszköze, információterjesztési mechanizmus, valamint az emberek közötti együttműködés és kommunikáció környezete, az egész földkerekségre kiterjedően. Az Internet egy világméretű számítógépes hálózat. Különféle számítógépes hálózatokból áll, amelyeket szabványos megállapodások egyesítenek az információcsere módjáról és egységes rendszer megszólítás. Az internet a TCP/IP család protokolljait használja. Ezek azért jók, mert viszonylag olcsó lehetőséget biztosítanak a nem túl megbízható kommunikációs vonalakon is megbízható és gyors információtovábbításra, valamint bármilyen hardveren futtatható szoftver elkészítésére. A címzési rendszer (URL-ek) egyedi koordinátákat biztosít minden számítógépnek (pontosabban szinte minden számítógépes erőforrásnak) és minden Internet felhasználónak, lehetővé téve, hogy pontosan azt vigye el, amire szüksége van, és pontosan oda küldje el, ahová szüksége van.

Háttér Körülbelül 40 évvel ezelőtt az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma létrehozott egy hálózatot, amely az internet előfutára volt – ARPAnet néven. Az ARPAnet kísérleti hálózat volt - a katonai-ipari szféra tudományos kutatásának támogatására jött létre - különösen olyan hálózatok építésének módszereinek tanulmányozására, amelyek ellenállnak például a repülőgépek bombázása során kapott részleges sérüléseknek, és képesek a normál működés folytatására. ilyen körülmények között. Ez a követelmény biztosítja a kulcsot az internet elveinek és szerkezetének megértéséhez. Az ARPAnet modellben mindig is volt kommunikáció a forrásszámítógép és a célszámítógép (célállomás) között. A hálózatot megbízhatatlannak feltételezték: a hálózat bármely része bármikor eltűnhet. A kommunikáló számítógépek – nem csak maga a hálózat – felelősek a kommunikáció létrehozásáért és karbantartásáért is. Az alapelv az volt, hogy bármely számítógép egyenrangúként tud kommunikálni bármely másik számítógéppel.

A hálózatban az adatátvitel az Internet Protokoll - IP alapján történt. Az IP protokoll a hálózat működésének szabályai és leírása. Ez a készlet tartalmazza a hálózaton belüli kommunikáció létrehozására és fenntartására vonatkozó szabályokat, az IP-csomagok kezelésének és feldolgozásának szabályait, az IP-család hálózati csomagjainak leírását (struktúrájukat stb.). A hálózatot úgy alakították ki és tervezték meg, hogy a felhasználóktól ne legyen szükség a hálózat konkrét felépítésére vonatkozó információkra. Ahhoz, hogy üzenetet küldhessen a hálózaton, a számítógépnek egy bizonyos „borítékba” kell helyeznie az adatokat, például IP-nek, ezen a „borítékon” meg kell jelölnie egy adott címet a hálózaton, és továbbítania kell az ezen eljárások eredményeként kapott csomagokat. a hálózathoz. Ezek a döntések furcsának tűnhetnek, akárcsak a „megbízhatatlan” hálózat feltételezése, de a tapasztalat azt mutatja, hogy ezeknek a döntéseknek a többsége meglehetősen ésszerű és helyes. Míg a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) éveket töltött a számítógépes hálózatok végső szabványának megalkotásával , a felhasználók nem voltak hajlandók várni.Az internetes aktivisták elkezdtek IP-szoftvert telepíteni minden lehetséges számítógéptípusra.Hamarosan ez lett az egyetlen elfogadható módja a különböző számítógépek összekapcsolásának.Ez a rendszer tetszett a kormánynak és az egyetemeknek, amelyek vásárlási politikát folytatnak. Különböző gyártók számítógépei Mindenki azt a számítógépet vásárolta, amelyik tetszett neki, és joga volt elvárni, hogy más számítógépekkel együtt tudjon hálózaton dolgozni.

Körülbelül 10 évvel az ARPAnet megjelenése után megjelentek például a helyi hálózatok (LAN-ok), mint például az Ethernet stb. Ezzel egy időben megjelentek a számítógépek, amelyek munkaállomásként váltak ismertté. A legtöbb munkaállomáson UNIX operációs rendszer futott. Ez az operációs rendszer képes volt Internet Protokoll (IP) hálózaton működni. Az alapvetően új feladatok és megoldási módok megjelenése kapcsán új igény merült fel: a szervezetek lokális hálózatukkal szerettek volna csatlakozni az ARPAnethez. Ezzel egy időben más szervezetek is megjelentek, amelyek IP-közeli kommunikációs protokollokat használva kezdtek el saját hálózatokat létrehozni. Világossá vált, hogy mindenkinek előnyös lenne, ha ezek a hálózatok együtt kommunikálhatnának, mert akkor az egyik hálózat felhasználói kommunikálhatnának egy másik hálózat felhasználóival. Ezen új hálózatok közül az egyik legfontosabb az NSFNET volt, amelyet a National Science Foundation (NSF) kezdeményezésére fejlesztettek ki. A 80-as évek végén az NSF öt szuperszámítógép-központot hozott létre, amelyek bármely tudományos intézmény számára elérhetővé tették őket. Csak öt központot hoztak létre, mert még a gazdag Amerikának is nagyon drágák. Éppen ezért együtt kell használni őket. Kommunikációs probléma merült fel: módra volt szükség, hogy összekapcsolják ezeket a központokat és hozzáférést biztosítsanak hozzájuk a különböző felhasználók számára. Eleinte próbálkoztak ARPAnet kommunikációval, de ez a megoldás kudarcot vallott a védelmi ipar bürokráciájával és a létszámproblémával szemben.

Aztán az NSF úgy döntött, hogy saját hálózatot épít ki az ARPAnet IP technológián alapulóan. A központokat speciális telefonvonalak kötötték össze áteresztőképesség 56 KBPS (7 KB/s). Nyilvánvaló volt azonban, hogy nem is érdemes minden egyetemet és kutatószervezetet közvetlenül a központokhoz kötni, hiszen ekkora mennyiségű kábel lefektetése nemcsak nagyon drága, de szinte lehetetlen is. Ezért a hálózatok regionális alapon történő létrehozása mellett döntöttek. Az érintett intézményeknek az ország minden részén fel kellett kapcsolódniuk legközelebbi szomszédaikhoz. Az így létrejövő láncokat az egyik pontjukon összekapcsoltuk a szuperszámítógéppel, így a szuperszámítógép-központok összekapcsolódtak. Egy ilyen topológiában bármely számítógép képes kommunikálni bármely másikkal, üzeneteket továbbítva a szomszédokon. Ez a döntés sikeres volt, de eljött az idő, amikor a hálózat már nem tudott megbirkózni a megnövekedett igényekkel. A szuperszámítógép-megosztás lehetővé tette a csatlakoztatott közösségek számára, hogy sok más, nem szuperszámítógépes dolgot is használjanak. Hirtelen egyetemek, iskolák és más szervezetek ráébredtek, hogy tengernyi adat és a felhasználók világa van a kezük ügyében. A hálózaton az üzenetáramlás (forgalom) egyre gyorsabban nőtt, míg végül túlterhelte a hálózatot irányító számítógépeket és az azokat összekötő telefonvonalakat. 1987-ben a hálózat menedzselésére és fejlesztésére vonatkozó szerződést a Merit Network Inc. kapta, amely az IBM-mel és az MCI-vel együtt üzemeltette a michigani oktatási hálózatot. A régi fizikai hálózatot gyorsabb (kb. 20-szoros) telefonvonalak váltották fel. Gyorsabb és hálózatba kapcsolt vezérlőgépekre cserélték. A hálózat fejlesztése folyamatban van. Azonban ezeknek az átépítéseknek a többsége látatlanban történik a felhasználók számára. Amikor bekapcsolja a számítógépet, nem fog megjelenni olyan bejelentés, hogy a frissítések miatt a következő hat hónapban nem lesz elérhető az internet. Talán még ennél is fontosabb, hogy a hálózati torlódások és a fejlesztések kiforrott és praktikus technológiát hoztak létre. A problémákat megoldották, a fejlesztési ötleteket a gyakorlatban is kipróbálták.

Az internet elérésének módjai Csak e-mail használatával. Ez a módszer lehetővé teszi üzenetek fogadását és küldését más felhasználóknak, és csak. Speciális átjárókon keresztül más, az Internet által nyújtott szolgáltatásokat is igénybe vehet. Ezek az átjárók azonban nem teszik lehetővé az interaktív működést, és meglehetősen nehézkesek lehetnek. Távoli terminál mód. Ön távoli felhasználóként csatlakozik egy másik számítógéphez, amely az internetre csatlakozik. Az internetes szolgáltatásokat használó kliensprogramok egy távoli számítógépen indulnak el, és munkájuk eredménye megjelenik a terminál képernyőjén. Mivel többnyire terminálemulációs programokat használ a csatlakozáshoz, csak szöveges módban tud dolgozni. Így például weboldalak megtekintéséhez csak a szöveges böngészőés nem fog látni grafikát. Közvetlen kapcsolat. Ez a kapcsolat alapvető és legjobb formája, amikor a számítógép az internet egyik csomópontjává válik. A TCP/IP protokollon keresztül közvetlenül kommunikál más számítógépekkel az interneten. Az internetes szolgáltatások a számítógépen futó programokon keresztül érhetők el.

Hagyományosan a számítógépeket helyi hálózatokon vagy dedikált kapcsolatokon keresztül közvetlenül csatlakoztatták az internethez. Az ilyen kapcsolatok létrehozásához magán a számítógépen kívül további hálózati berendezésekre (routerekre, átjárókra stb.) van szükség. Mivel ezek a berendezések és a csatlakozási csatornák meglehetősen drágák, a közvetlen kapcsolatokat csak olyan szervezetek használják, amelyek nagy mennyiségű továbbított és vett információval rendelkeznek. Az egyének és kis szervezetek közvetlen kapcsolatának alternatívája a telefonvonalak használata ideiglenes kapcsolatok (tárcsázós) létrehozására az internetre csatlakoztatott távoli számítógéppel. Mi az a SLIP/PPP? domain névrendszer névrendszer

Mi az a SLIP/PPP? Megbeszélés különböző módokon Az internethez való hozzáférést, úgy érveltünk, hogy a közvetlen kapcsolat alapvető és legjobb. Ez azonban túl drága az egyes felhasználók számára. A távoli terminál módban végzett munka jelentősen korlátozza a felhasználó képességeit. Egy kompromisszumos megoldás a SLIP protokollok használata (Serial Line internet Protokoll) vagy PPP (Point to Point Protocol). A következőkben a SLIP/PPP kifejezést használjuk a SLIP és/vagy a PPP megjelölésére – ezek sok tekintetben hasonlóak. A SLIP/PPP lehetővé teszi a TCP/IP-csomagok továbbítását soros kapcsolatokon, például telefonvonalakon keresztül két számítógép között. Mindkét számítógépen TCP/IP protokollt használó programok futnak. Így az egyes felhasználók a számítógépükről közvetlen internetkapcsolatot létesíthetnek, csak modemmel és telefonvonallal. SLIP/PPP-n keresztül csatlakozva WWW, e-mail stb. kliens programokat futtathat. közvetlenül a számítógépén.

A SLIP/PPP valóban egy módja annak, hogy közvetlenül csatlakozzon az internethez, mert: A számítógép csatlakozik az internethez. Számítógépe hálózati szoftvert használ a többi számítógéppel való kommunikációhoz a TCP/IP protokoll használatával. Számítógépének egyedi IP-címe van. Mi a különbség a SLIP/PPP kapcsolat és a távoli terminál mód között? A SLIP/PPP kapcsolat és a távoli terminál mód létrehozásához fel kell hívnia egy másik számítógépet, amely közvetlenül kapcsolódik az internethez (szolgáltató), és regisztrálnia kell rajta. A legfontosabb különbség az, hogy SLIP/PPP kapcsolat esetén a számítógép egyedi IP-címet kap, és közvetlenül kommunikál más számítógépekkel a TCP/IP protokoll használatával. Távoli terminál módban a számítógép csak egy eszköz a szolgáltató számítógépén futó program eredményének megjelenítésére.

Domain Name System A hálózati szoftvernek 32 bitesre van szüksége IP-cím ah kapcsolatot létesíteni. A felhasználók azonban szívesebben használják a számítógépneveket, mert könnyebben megjegyezhetők. Ezért eszközökre van szükség a nevek IP-címekké alakításához és fordítva. Amikor kicsi volt az internet, könnyű volt. Mindegyik számítógépen voltak olyan fájlok, amelyek leírják a nevek és címek közötti megfelelést. Ezeken a fájlokon időről időre változtatásokat hajtottak végre. Jelenleg ez a módszer elavulttá vált, mivel az interneten nagyon sok számítógép található. A fájlokat egy névszerver-rendszer váltotta fel, amely nyomon követi a számítógépnevek és a hálózati címek egyezését (valójában csak a névszerver-rendszer által nyújtott szolgáltatások egyike). Meg kell jegyezni, hogy a névszerverek egész hálózatát használják, és nem csak egy központit. A névszerverek a hálózat szervezeti felépítésének megfelelő fastruktúrába vannak szervezve. A számítógépnevek is alkotják a megfelelő struktúrát. Példa: A számítógép neve BORAX.LCS.MIT.EDU. Ez a számítógép a Massachusetts Institute of Technology (MIT) Számítógéplaborjába (LCS) van telepítve.

Azért. A hálózati cím meghatározásához elméletileg 4 különböző szerverről kell információkat szereznie. Először kapcsolatba kell lépnie az oktatási intézményeket kiszolgáló EDU-szerverek egyikével (a megbízhatóság érdekében a névhierarchia minden szintjét több szerver szolgálja ki). Ezen a szerveren meg kell szereznie az MIT-kiszolgálók címeit. Az egyik MIT-kiszolgálón megkaphatja az LCS-szerver(ek) címét. Végül a BORAX számítógép címe megtalálható az LCS szerveren. Ezen szintek mindegyikét tartománynak nevezzük. A BORAX.LCS.MIT.EDU teljes név tehát egy tartománynév (ahogyan az LCS.MIT.EDU, MIT.EDU és EDU domain nevek is). Szerencsére nem kell minden alkalommal felvennie a kapcsolatot a felsorolt ​​szerverekkel. A felhasználó szoftvere kommunikál a tartományában található névszerverrel, amely szükség esetén felveszi a kapcsolatot más névszerverekkel, és válaszul adja meg a domain név IP-címmé alakításának végeredményét. A tartományrendszer nemcsak a számítógépek nevére és címére vonatkozó információkat tárol. Számos mást is tartalmaz hasznos információ: információk a felhasználókról, levelezőszerverek címei stb.

Hálózati protokollok Az alkalmazási réteg protokolljait meghatározott alkalmazási programok használják. Összes számuk nagy és folyamatosan növekszik. Néhány alkalmazás az internet kezdete óta létezik, mint például a TELNET és az FTP. Mások később jöttek: HTTP, NNTP, POP3, SMTP. TELNET protokoll HTTP protokoll NNTP POP3 FTP protokoll SMTP protokoll

A TELNET protokoll lehetővé teszi, hogy a szerver az összes távoli számítógépet szabványos szöveges "hálózati terminálként" kezelje. A TELNET-tel való munka olyan, mint a tárcsázás telefonszám. A felhasználó valami olyasmit ír be a billentyűzeten, mint például a telnet delta, és a képernyőn meg kell adnia a delta gépet. A TELNET protokoll már régóta létezik. Jól tesztelt és széles körben használt. Számos megvalósítást hoztak létre sokféle célra operációs rendszer.

Az FTP (File Transfer Protocol) ugyanolyan széles körben használatos, mint a TELNET. Ez az egyik legrégebbi protokoll a TCP/IP családban. Csakúgy, mint a TELNET, TCP szállítási szolgáltatásokat használ. A különféle operációs rendszerekhez számos megvalósítás létezik, amelyek jól kölcsönhatásba lépnek egymással. Egy FTP-felhasználó több parancsot is kiadhat, amelyek segítségével megkeresheti a távoli gép könyvtárát, átléphet egyik könyvtárból a másikba, és másolhat egy vagy több fájlt.

A Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) támogatja az üzenetek (e-mailek) átvitelét az internet tetszőleges csomópontjai között. A közbenső levéltárolási mechanizmusokkal és a kézbesítés megbízhatóságát javító mechanizmusokkal az SMTP protokoll lehetővé teszi különféle szállítási szolgáltatások használatát. Az SMTP protokoll lehetővé teszi az üzenetek csoportosítását egy címzetthez és az üzenet több példányának replikálását a különböző címekre történő továbbításhoz. Az SMTP modul felett egy adott számítógép levelezési szolgáltatása található. A tipikus kliensprogramokban főleg kimenő üzenetek küldésére használják.

A HTTP (Hyper text Transfer Protocol) protokoll a WWW (World Wide Web) szerverek és a hipertext oldalnézegetők – WWW böngészők közötti információcserére szolgál. Lehetővé teszi sokféle információ átvitelét - szöveg, grafika, hang és videó. Jelenleg folyamatos fejlesztés alatt áll.

A POP3 (Post Office Protocol – Mail Host Protocol, 3-as verzió) lehetővé teszi az e-mail kliensprogramok számára, hogy üzeneteket fogadjanak és továbbítsanak levelezőszerverekről. Meglehetősen rugalmas képességekkel rendelkezik a levelezési csomóponton található postafiókok tartalmának kezelésére. A tipikus kliensprogramokban elsősorban a bejövő üzenetek fogadására használják.

Network News Transfer Protocol – A Network News Transfer Protocol (NNTP) lehetővé teszi a hírszerverek és kliensprogramok számára, hogy kommunikáljanak – üzeneteket terjesztjenek, lekérdezzenek, lekérjenek és továbbítsanak a hírcsoportoknak. Az új üzenetek egy központi adatbázisban tárolódnak, amely lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy kiválassza az érdeklődésére számot tartó üzeneteket. Indexelést, hivatkozások rendszerezését és az elavult üzenetek törlését is biztosítja.

Szolgáltatások Internet szerverek A hálózati csomópontokat hálózati csomópontoknak nevezzük, amelyek az ügyfelek kéréseit szolgálják ki – olyan szoftverügynökök, amelyek információkat nyernek ki vagy továbbítanak a hálózatnak, és a felhasználók közvetlen irányítása alatt működnek. Az ügyfelek felhasználóbarát és érthető formában adják az információkat, míg a szerverek az információk tárolására, terjesztésére, kezelésére és az ügyfelek kérésére történő kiadására szolgálnak. Az Interneten minden szolgáltatástípust a megfelelő szerverek biztosítanak, és a megfelelő kliensek segítségével használhatók. WWW Proxy szerver FTPTelnet HÍREK/USENET

A World Wide Web szolgáltatás nagyszámú hipertext dokumentum bemutatását és összekapcsolását biztosítja, beleértve a szöveget, grafikát, hangot és videót, amelyek világszerte különböző szervereken találhatók, és dokumentumokban található hivatkozásokon keresztül kapcsolódnak egymáshoz. Ennek a szolgáltatásnak a megjelenése nagymértékben leegyszerűsítette az információkhoz való hozzáférést, és az internet 1990 óta tartó robbanásszerű növekedésének egyik fő oka lett. A WWW szolgáltatás HTTP protokollal működik. A szolgáltatás használatához böngészőprogramokat használnak, amelyek közül jelenleg a legnépszerűbbek a Netscape Navigator és az Internet Explorer. A "webböngészők" nem más, mint a nézők; hasonlóak a Mosaic nevű ingyenes kommunikációs programhoz, amelyet 1993-ban hoztak létre a PC-n található National Center for Supercomputing Applications laboratóriumában. Illinoisban a WWW egyszerű eléréséhez. Mit kaphat a WWW-vel? Szinte minden, ami az „interneten végzett munka” fogalmához kapcsolódik – a legfrissebb pénzügyi hírektől kezdve az orvostudományról és az egészségügyről, a zenéről és az irodalomról, a háziállatokról és szobanövényekről, a főzésről és az autóiparról szóló információkig.

Rendelhet repülőjegyet a világ bármely pontjára (valós, nem virtuális), utazási prospektusokat, megtalálhatja a számítógépéhez szükséges szoftvereket és hardvereket, játszhat távoli (és ismeretlen) partnerekkel, valamint követheti a világ sport- és politikai eseményeit. . Végül a legtöbb WWW-hozzáféréssel rendelkező program segítségével telekonferenciákat is elérhetsz (összesen kb.), ahol bármilyen témában - az asztrológiától a nyelvészetig - elhelyezhetők üzenetek, valamint e-mailben is lehet üzenetet váltani. . A WWW-nézőknek köszönhetően az internet kaotikus információs dzsungele ismerős, szépen megtervezett oldalak formájában jelenik meg szövegekkel és fényképekkel, sőt esetenként videóval és hanggal is. A vonzó címlapok (honlapok) azonnal segítenek megérteni, milyen információk következnek ezután. Minden szükséges címsor és alcím megtalálható, amelyeket a görgetősávok segítségével választhat ki, mint egy normál Windows vagy Macintosh képernyőn. Minden kulcsszó hipertext hivatkozásokon keresztül kapcsolódik a megfelelő információs fájlokhoz. És ne hagyja, hogy a „hipertext” kifejezés megijesszen: a hipertext hivatkozások nagyjából ugyanazok, mint egy lábjegyzet egy enciklopédiás cikkben, amely a „lásd még...” szavakkal kezdődik. Ahelyett, hogy egy könyvet lapozgatna, egyszerűen csak rá kell kattintani a kívánt kulcsszóra (a kényelem kedvéért színnel vagy betűtípussal kiemelve van a képernyőn), és a szükséges anyag megjelenik előtted. Nagyon kényelmes, hogy a program lehetővé teszi a korábban megtekintett anyagokhoz való visszatérést, vagy az egér kattintásával továbblépést.

- E-mail. Segítségével személyes vagy üzleti üzeneteket válthat a címmel rendelkező címzettek között. A te email cím a csatlakozási szerződésben meghatározott Az e-mail szerver, amelyen postafiókot hoznak létre az Ön számára, úgy működik, mint egy közönséges posta, ahová a levelei megérkeznek. Az Ön e-mail címe hasonló egy bérelt postafiókhoz posta. Az Ön által küldött üzenetek azonnal elküldésre kerülnek a levélben megjelölt címzettnek, a hozzád érkező üzenetek pedig a postafiókjában várakoznak, amíg át nem veszi őket. Bárkitől küldhet és fogadhat e-mailt, akinek van e-mail címe. Az SMTP protokollt főként üzenetek küldésére, a POP3 protokollt pedig üzenetek fogadására használják. Különféle programokat használhat a munkához – speciális, például Eudora, vagy webböngészőbe épített programokat, például Netscape Navigatort.

A Usenet egy világméretű vitaklub. Konferenciák ("hírcsoportok") sorozatából áll, amelyek nevei a tárgyalt témáknak megfelelően hierarchikusan vannak rendezve. Az üzeneteket ("cikkeket" vagy "üzeneteket") a felhasználók speciális szoftveren keresztül küldik ezekre a konferenciákra. Az üzenetek elküldése után a hírszerverekre kerülnek, és elérhetővé válnak a többi felhasználó számára. Üzenetet küldhet, és megtekintheti az arra adott válaszokat, amelyek a jövőben megjelennek. Mivel sokan olvassák ugyanazt az anyagot, a vélemények gyűlnek. Az egy témában lévő összes üzenet egy szálat ("szálat") alkot (oroszul a "téma" szót is ugyanabban a jelentésben használják); így, bár a válaszok különböző időpontokban születtek, és keveredtek más bejegyzésekkel, mégis koherens vitát képeznek. Bármilyen konferenciára feliratkozhat, hírolvasó segítségével megtekintheti az üzenetek címét, téma szerint rendezheti az üzeneteket, hogy könnyebben követhesse a beszélgetést, saját üzeneteihez megjegyzéseket fűzhet, és kérdéseket tehet fel. A hírolvasókat üzenetek olvasására és küldésére használják, mint például a böngészőalapú Netscape Navigator - Netscape News vagy a Microsoft Internet News, amelyhez tartozik legújabb verziói Internet böngésző.

Az FTP egy módszer a fájlok számítógépek közötti átvitelére. A folyamatos szoftverfejlesztés és az egyedi szöveges információforrások közzététele biztosítja, hogy a világ FTP-archívumai lenyűgöző és folyamatosan változó kincsesbánya maradjanak. Nem valószínű, hogy kereskedelmi programokat talál az FTP archívumában, mivel a licencszerződések tiltják ezek nyílt terjesztését. Ehelyett keressen megosztó és nyílt forráskódú szoftvereket. Ezek különböző kategóriák: a köztulajdonban lévő programok valóban ingyenesek, és a shareware szoftverekért (shareware) fizetni kell a szerzőnek, ha a próbaidőszak után úgy dönt, hogy megtartja a programot és használja. Találkozni fog az úgynevezett ingyenes programokkal is (freeware); alkotóik fenntartják a szerzői jogokat, de lehetővé teszik alkotásaik fizetés nélküli felhasználását. Az FTP archívumok megtekintéséhez és a bennük tárolt fájlok lekéréséhez használhat speciális programokat - WS_FTP, CuteFTP, vagy WWW Netscape Navigator és Internet Explorer böngészőket -, amelyek beépített eszközöket tartalmaznak az FTP-kiszolgálókkal való munkavégzéshez.

Távoli bejelentkezés – távoli hozzáférés – távoli számítógépen végzett munka abban a módban, amikor a számítógép egy távoli számítógép terminálját emulálja, pl. mindent (vagy majdnem mindent) megtehetsz, amit annak a gépnek a normál termináljáról, amelyről távelérési munkamenetet létesítettél. A távoli munkameneteket kezelő program neve telnet. A Telnet parancskészlettel rendelkezik, amelyek vezérlik a kommunikációs munkamenetet és annak paramétereit. A munkamenetet a távoli számítógép és az Önök szoftverének közös munkája biztosítja. TCP-kapcsolatot létesítenek, és TCP- és UDP-csomagokon keresztül kommunikálnak. A telnet program a Windows része, és TCP/IP támogatással van telepítve.

A proxy ("közeli") szerver célja, hogy olyan információkat gyűjtsön, amelyekhez gyakran hozzáférnek a felhasználók a helyi rendszeren. Amikor proxykiszolgálón keresztül csatlakozik az internethez, a kérelmei kezdetben az adott helyi rendszerhez kerülnek. A szerver lekéri a szükséges erőforrásokat, és biztosítja azokat, miközben megőrzi a másolatot. Ha ismét hozzáfér ugyanahhoz az erőforráshoz, a rendszer egy mentett másolatot biztosít. Így a távoli kapcsolatok száma csökken. A proxyszerver használata kis mértékben növelheti a hozzáférés sebességét, ha az internetszolgáltató kapcsolata nem elég hatékony. Ha a kommunikációs csatorna elég erős, akkor a hozzáférési sebesség némileg csökkenhet is, hiszen egy erőforrás kinyerésekor a felhasználótól a távoli számítógéphez egy kapcsolat helyett kettő jön létre: a felhasználótól a proxy szerverig és a proxy szervertől. a távoli számítógépre.
A TCP/IP kifejezés általában a TCP- és IP-protokollokkal kapcsolatos bármire utal. Lefedi a protokollok, alkalmazások egész családját, sőt magát a hálózatot is. A család magában foglalja az UDP, ARP, ICMP, TELNET, FTP és sok más protokollt. A TCP/IP egy internetes technológia. Az IP-modul egyetlen logikai hálózatot hoz létre. A TCP/IP protokollok architektúrája egy egyesített hálózat kialakítására szolgál, amely különálló, átjárókkal összekapcsolt heterogén csomagalhálózatokból áll, amelyekhez heterogén gépek kapcsolódnak. Mindegyik alhálózat a saját egyedi követelményei szerint működik, és megvan a saját kommunikációs médiája. Feltételezhető azonban, hogy minden alhálózat fogadhat egy információcsomagot (adatokat megfelelő hálózati fejléccel), és eljuttatja azt az adott alhálózat meghatározott címére. Az alhálózatnak nem kell garantálnia a kötelező csomagkézbesítést, és megbízható átviteli protokollal kell rendelkeznie. Így két, ugyanahhoz az alhálózathoz kapcsolódó gép képes csomagokat cserélni. Amikor egy csomagot kell átvinni a különböző alhálózatokhoz kapcsolódó gépek között, a küldő gép a csomagot a megfelelő átjárónak küldi (az átjáró ugyanúgy kapcsolódik az alhálózathoz, mint egy normál gazdagép). Innentől kezdve a csomagot átjárók és alhálózatok rendszerén továbbítják, amíg el nem jut egy átjáróhoz, amely ugyanahhoz az alhálózathoz kapcsolódik, mint a célgép; ahol a csomag elküldésre kerül a címzettnek. A csomagküldés problémáját egy ilyen rendszerben úgy oldják meg, hogy minden csomópontban és átjáróban implementálják az IP IP protokollt. Az internetes réteg lényegében a teljes protokollarchitektúra alapeleme, amely lehetővé teszi a felsőbb rétegbeli protokollok szabványosítását.

A TCP/IP család protokolljait az internetes hálózat minden csomópontjában megvalósító hálózati szoftver logikai felépítése a 2. ábrán látható. 1. A téglalapok az adatfeldolgozást, a téglalapokat összekötő vonalak pedig az adatátviteli útvonalakat jelentik. Az ábra alján lévő vízszintes vonal az Ethernet-kábelt jelöli, amely példaként szolgál a fizikai adathordozóra. Ennek megértése logikai szerkezet ez az alapja az összes internetes technológia megértésének. Rizs. 1 Protokollmodulok felépítése TCP/IP hálózati csomópontban

Mutassunk be néhány alapvető kifejezést, amelyeket a következőkben fogunk használni. Az illesztőprogram olyan program, amely közvetlenül együttműködik a hálózati adapterrel. A modul olyan program, amely kölcsönhatásba lép az illesztőprogramokkal, a hálózati alkalmazásokkal vagy más modulokkal. A hálózati adapter illesztőprogramja és esetleg más fizikai hálózatspecifikus modulok hálózati interfészt biztosítanak a TCP/IP család protokollmoduljaihoz. A hálózaton keresztül továbbított adatblokk neve attól függ, hogy a protokollverem melyik rétegén található. Azt az adatblokkot, amellyel a hálózati interfész foglalkozik, keretnek nevezzük; ha az adatblokk a hálózati interfész és az IP-modul között van, akkor azt IP-csomagnak nevezzük; ha egy IP-modul és egy UDP-modul között van, akkor ez egy UDP-datagram; ha az IP-modul és a TCP-modul között, akkor - a TCP-szegmens (vagy szállítási üzenet); végül, ha az adatblokk a hálózati alkalmazási folyamatok szintjén van, akkor azt alkalmazásüzenetnek nevezzük. Ezek a meghatározások természetesen tökéletlenek és hiányosak. Ráadásul kiadványról kiadványra változnak. Tekintsük az ábrán látható protokollveremen áthaladó adatfolyamokat. 1. A TCP (Transmission Control Protocol) használata esetén adatátvitel történik az alkalmazási folyamat és a TCP modul között. A TCP protokollt használó tipikus alkalmazási folyamat a File Transfer Protocol (FTP) modul. A protokoll verem ebben az esetben FTP/TCP/IP/ENET lesz. Az UDP protokoll (User Datagram Protocol) használatakor adatátvitel történik az alkalmazási folyamat és az UDP modul között. Például az SNMP (Simple Network Management Protocol) UDP szállítási szolgáltatásokat használ. A protokoll verem így néz ki: SNMP/UDP/IP/ENET. Mutassunk be néhány alapvető kifejezést, amelyeket a következőkben fogunk használni.

Amikor egy Ethernet keret belép egy Ethernet hálózati illesztőprogramba, akkor az ARP (Address Resolution Protocol) modulhoz vagy az IP (Internet Protocol) modulhoz irányítható. Hogy hová kell irányítani egy Ethernet-keretet, azt a keretfejlécben található típusmező értéke jelzi. Ha IP-csomag érkezik az IP-modulba, akkor a benne lévő adatok akár a TCP-, akár az UDP-modulba továbbíthatók, amit az IP-csomag fejlécében lévő protokoll mező határoz meg. Ha egy UDP-datagram belép egy UDP-modulba, akkor a datagram fejlécében lévő port mező értéke határozza meg, hogy melyik alkalmazásnak kell elküldeni az alkalmazásüzenetet. Ha egy TCP-üzenet érkezik a TCP-modulhoz, akkor az üzenetet küldő alkalmazás kiválasztása a TCP-üzenet fejlécében található port mező értékén alapul. Az ellenkező irányú adattovábbítás meglehetősen egyszerű, mivel minden modulból csak egy út van lefelé. Minden protokollmodul saját fejlécet ad a csomaghoz, amely alapján a csomagot fogadó gép demultiplexelést hajt végre. Az alkalmazási folyamatból származó adatok a TCP- vagy UDP-modulokon haladnak át, majd az IP-modulba, onnan pedig a hálózati interfész rétegbe kerülnek. Bár az internetes technológia sokféle médiát támogat, itt az Ethernet használatát feltételezzük, mivel ez az a közeg, amely leggyakrabban az IP hálózat fizikai alapjául szolgál. ábrán látható gép. 1 egy Ethernet csatlakozási ponttal rendelkezik. A hat bájtos Ethernet-cím minden hálózati adapter egyedi, és az illesztőprogram felismeri. A gép négybájtos IP-címmel is rendelkezik. Ez a cím a hálózati hozzáférési pontot jelöli az IP-modul és az illesztőprogram interfészén. Az IP-címnek egyedinek kell lennie a teljes Interneten belül.A futó gép mindig tudja az IP-címét és az Ethernet-címét.

Utószó Az internet lehetőségei olyan szélesek, amennyire az embernek csak fantáziája lehet. A hálózati technológia már komolyan megerősítette magát, mint a legjobb információforrás. Nem szabad azt gondolni, hogy az internet minden változása elmarad. Az Internet ugyanis földrajzilag hálózat, de nem a hagyományos telefon- vagy televízióipar, hanem a számítástechnikai ipar terméke. Ahhoz, hogy az internet az élvonalban legyen, a változásnak folytatódnia kell, és a jövőben is a számítástechnikai ipar ütemében fog fejlődni. A ma végbemenő változások célja olyan új szolgáltatások nyújtása, mint a valós idejű adatátvitel. A hálózatok és elsősorban az internet mindenütt elérhetősége, erős, kompakt és megfizethető számítástechnikai és kommunikációs eszközökkel (PC-notebookok, kétirányú személyhívók, személyi digitális asszisztensek, Mobiltelefonok stb.) lehetővé teszi a mobil számítástechnika és kommunikáció új módjainak kiépítését. Ezért ma különösen fontos, hogy figyelmünket erre a technológiai perspektívára fordítsuk, és igyekezzünk mindent megtenni az internet széles körű oktatási felhasználása érdekében. Irodalom

Információk a globális hálózatról szerezhetők be: support/internet.htm museums/internet/index.htm

A hálózati technológiák fejlesztésében három fő irányvonal különül el egyértelműen: a csatlakoztatott mobilkliensek számának növekedése, a meglévő és új webszolgáltatások javulása, illetve az online videóforgalom arányának növekedése.

„Az amerikaiaknak szükségük van telefonra, de nekünk nincs. Sok hírnökünk van." Sir W. Preece, a brit posta főmérnöke, 1878.

– Ki a fene akarja hallani a színészek beszélgetését? G.M. Warner, Warner Bros., 1927

"Úgy gondolom, hogy a világpiac elérheti az öt számítógépet." Thomas Watson, az IBM vezetője, 1943.

„A televízió nem töltheti az első hat hónapot az általa elfoglalt piacon. Az emberek hamar belefáradnak abba, hogy minden este a rétegelt lemez dobozát nézzék.” Darryl Zanuck, 20th Century Fox, 1946

A 21. század első évtizedében az internet globális számítógépes hálózatból "globális információs térré" változtatta meg státuszát, mind a társadalmi, mind a gazdasági szférában megmutatkozott, és tovább fejlődött. Nemcsak számítógépről, hanem más eszközökről is elérhető a web, a hagyományosan offline távközlési szolgáltatások (telefon, rádió, televízió) online változatainak növekvő népszerűsége, egyedi online szolgáltatások – mindez hozzájárul a az internetezők számát, és ennek következtében a forgalom növekedését. A Cisco Visual Networking Development Index előrejelzése szerint a globális forgalom 2015-re meghaladja az 50 exabájtot (a 2010-es 22 exabájthoz képest). A forgalom generálásának oroszlánrészét az online videók teszik ki, amelyek volumene 2011-ben először haladta meg a többi típus (hang + adat) teljes forgalmát. 2015-re a videoforgalom több mint 30 exabájt lesz (a 2010-es 14-15 exabájtról). Az internet továbbra is a tartalomhoz való hozzáférés fő eszköze marad, miközben az ehhez a hálózathoz közvetlenül kapcsolódó mobileszközökről érkező forgalom aránya nő. A hangforgalom volumene kissé megnő, mert. lecserélni a "telefont" hangkommunikáció van videotelefon kapcsolat.

Hozzáférés az erőforrásokhoz

A hálózati aktivitás előre jelzett növekedése valószínűleg hatással lesz a távközlési vállalatok felgyorsult átállására a meglévő hálózati infrastruktúráról a koncepció megvalósítására. multiszolgáltatású hálózat ().

Rizs. 1. A multiservice hálózat fogalma

Több szolgáltatású hálózat egy olyan hálózati környezet, amely képes audio, video streamek és adatok egységes (digitális) formátumban történő továbbítására egyetlen protokoll segítségével (hálózati réteg: IP v6). Az áramköri kapcsolás helyett használt csomagkapcsolt kapcsolás mindig használatra készsé teszi a több szolgáltatást nyújtó hálózatot. A sávszélesség lefoglalása, az átviteli prioritás szabályozása és a szolgáltatásminőség (QoS) protokollok lehetővé teszik a különböző típusú forgalomhoz nyújtott szolgáltatások megkülönböztetését. Ez biztosítja az átlátható és konzisztens hálózati kapcsolatot és hozzáférést a hálózati erőforrásokhoz és szolgáltatásokhoz mind a meglévő, mind a közeljövőben megjelenő klienseszközök számára. A vezetékes hozzáférés a többszolgáltatásos hálózatban még gyorsabb lesz, a mobil hozzáférés pedig még olcsóbb lesz.

Internetes rádió

A streaming internetes rádió a XX. század 90-es éveinek végén jelent meg. és gyorsan népszerűségre tett szert. A vezető rádióállomások lehetőséget biztosítottak a felhasználóknak, hogy böngészőn keresztül hallgathassák a műsorokat. A hálózati rádióállomások számának növekedésével a külső fejlesztők speciális ügyfélalkalmazásokat - internetes rádiólejátszókat - kezdtek kínálni a felhasználóknak.

Az internetes rádiólejátszóra példa a Radiocent. A fő funkción, az online rádión kívül ez a lejátszó a következő szolgáltatásokat nyújtja: hozzáférés több tízezer (!) internetes rádióállomáshoz; rugalmas lejátszási listák kezelése; keressen zenét és rádiót online ország és műfaj szerint; a levegőből történő felvétel lehetősége mp3 formátumban. A Radiocent program Windows verziója ingyenesen letölthető a hivatalos webhelyről.

Radiocent program interfész

Szolgáltatások

A videokommunikáció lesz az előfizetői kommunikáció fő típusa, a televízió pedig átalakul, aminek eredményeként tulajdonképpen a tévé és a személyi számítógép egyesülése lesz. A beépített böngészővel ellátott tévék már a piacon vannak, és 3-5 év múlva még Oroszországban is nem „digitalizált” földi televíziót, hanem valódi digitálist (interaktivitás + HDTV) mutatnak be a szolgáltatók.

Növekszik az online multimédiás szolgáltatások aránya, elérhetőbbé és jobb minőségűvé válik az online filmek és zene.

A szoftverpiac a mobileszközökhöz, például okostelefonokhoz és táblagépekhez való alkalmazások felé fog elmozdulni. A webszolgáltatások lesznek a legnépszerűbbek, felváltva a hagyományos offline alkalmazásokat. Lehetőség lesz az alkalmazott programok hálózati csomagjaival dolgozni az interneten keresztül a „szoftver, mint szolgáltatás” modell szerint. A szoftvertermékek mindössze 20-25%-át fejlesztik PC-re.

Az internetes kereskedelem fejlődése a hálózati piacokon megrendelhető áruk és szolgáltatások számának növekedéséhez vezet. A megszokott vásárlási élmény teljesen megváltoztatható: nem kell élelmiszerboltba menni. Elég lesz, ha okostelefonról felkeresi a szupermarket webhelyét, és megrendeli a szükséges termékeket, azonnal kifizeti azt okostelefonról, és várja a kiszállítást.

Az internetes banki szolgáltatások fejlődése az okostelefonokra szánt "kliens-bank" alkalmazások megjelenéséhez vezet. A pénzügyi tranzakciók megfigyelése egy ilyen alkalmazásban biometrikusan vagy az érintőképernyőn megjelenő „érintéses gesztusokkal” történik.

szolgáltatások" virtuális valóság” lehetővé teszi, hogy „láthassa” magát egy Önnek tetsző modell autójában, vagy adott körülmények között „felpróbáljon” egy bizonyos típusú ruhát.

Az oldal állandó címe:

Annak érdekében, hogy megértsük, hogyan a helyi hálózat , meg kell érteni egy olyan fogalmat, mint hálózati technológia.

A hálózati technológia két összetevőből áll: hálózati protokollok valamint ezen protokollok működését biztosító berendezések. Jegyzőkönyv viszont olyan "szabályok" halmaza, amelyek alapján a hálózaton lévő számítógépek kapcsolódhatnak egymással, valamint információt cserélhetnek. A hálózati technológiák segítségével megvan az internet, helyi kapcsolat van az otthonában lévő számítógépek között. Még hálózati technológiák hívott alapvető, hanem van egy másik gyönyörű neve is - hálózati architektúrák.

A hálózati architektúrák számos hálózati paramétert határoznak meg, amelyről egy kis ötletre van szüksége ahhoz, hogy megértse a helyi hálózat eszközét:

1) Adatátviteli sebesség. Meghatározza, hogy adott időn belül mennyi, általában bitben mért információ küldhető el a hálózaton.

2) Hálózati keretek formátuma. A hálózaton keresztül továbbított információ úgynevezett "keretek" - információcsomagok formájában létezik. A különböző hálózati technológiákban használt hálózati keretek a továbbított információs csomagok eltérő formátumúak.

3) A jelkódolás típusa. Meghatározza, hogy elektromos impulzusok segítségével hogyan kerüljön kódolásra az információ a hálózatban.

4) Átviteli közeg. Ez az az anyag (általában egy kábel), amelyen keresztül az információáramlás áthalad – pontosan az, amely végül megjelenik a monitoraink képernyőjén.

5) Hálózati topológia. Ez egy hálózati diagram, amelyben vannak "élek", amelyek kábelek, és "csúcsok" - számítógépek, amelyekhez ezeket a kábeleket húzzák. A hálózati diagramok három fő típusa általános: gyűrű, busz és csillag.

6) Az adatátviteli közeghez való hozzáférés módja. Három hálózati média hozzáférési módszert használnak: determinisztikus módszert, véletlen hozzáférésű módszert és prioritásos átvitelt. A legelterjedtebb determinisztikus módszer, amelyben egy speciális algoritmus segítségével az átviteli közeg használati idejét felosztják a közegben lévő összes számítógép között. Véletlenszerű hálózati hozzáférési mód esetén a számítógépek versengenek a hálózati hozzáférésért. Ennek a módszernek számos hátránya van. Az egyik ilyen hátrány az átvitt információ egy részének elvesztése a hálózatban lévő információs csomagok ütközése miatt. Elsőbbségi hozzáférés ennek megfelelően a legnagyobb mennyiségű információt szolgáltatja a megállapított prioritású állomásnak.

Ezen paraméterek halmaza határozza meghálózati technológia.

A hálózati technológia ma már széles körben elterjedt IEEE802.3/Ethernet. Az egyszerű és olcsó technológiáknak köszönhetően széles körben elterjedt. Az is népszerű, hogy az ilyen hálózatok karbantartása egyszerűbb. Az Ethernet hálózatok topológiája általában "csillag" vagy "busz" formájában épül fel. Az ilyen hálózatokban az átviteli közeg vékony és vastag is koaxiális kábelek, szintén sodrott érpárok és optikai kábelek. Az Ethernet hálózatok hossza jellemzően 100 és 2000 méter között mozog. Az ilyen hálózatokban az adatátviteli sebesség általában körülbelül 10 Mbps. Az Ethernet hálózatok általában a CSMA/CD hozzáférési módszert használják, ami a decentralizált véletlenszerű hálózati hozzáférési módszerekre utal.

Vannak nagy sebességű hálózati lehetőségek is Ethernet: IEEE802.3u/Fast Ethernet és IEEE802.3z/Gigabit Ethernet, amely akár 100 Mbps, illetve 1000 Mbps adatátviteli sebességet biztosít. Ezek a hálózatok főként optikai szál, vagy árnyékolt csavart érpár.

Vannak kevésbé elterjedt, de mindenütt elterjedt hálózati technológiák is.

hálózati technológia IEEE802.5/Token Ring jellemzi, hogy egy ilyen hálózat minden csúcsa vagy csomópontja (számítógép) egy gyűrűben egyesül, a hálózat eléréséhez a marker módszert használja, támogatja árnyékolt és árnyékolatlan csavart érpár, szintén optikai szálátviteli közegként. A Token-Ring hálózat sebessége akár 16 Mbps. A csomópontok maximális száma egy ilyen gyűrűben 260, a teljes hálózat hossza pedig elérheti a 4000 métert.

Olvassa el a következő cikkeket a témában:

A helyi hálózat IEEE802.4/ArcNet különlegessége, hogy az adatok átviteléhez a jogosultság átadási hozzáférési módszerét használja. Ez a hálózat az egyik legrégebbi és korábban népszerű a világon. Ez a népszerűség a hálózat megbízhatóságának és alacsony költségének köszönhető. Manapság az ilyen hálózati technológia kevésbé elterjedt, mivel egy ilyen hálózatban a sebesség meglehetősen alacsony - körülbelül 2,5 Mbps. A legtöbb más hálózathoz hasonlóan ez is árnyékolt és árnyékolatlan csavart érpárokat, valamint optikai kábeleket használ átviteli közegként, amelyek akár 6000 méter hosszú hálózatot is alkothatnak, és legfeljebb 255 előfizetőt foglalhatnak magukban.

Hálózati architektúra FDDI (Fiber Distributed Data Interface), alapján IEEE802.4/ArcNetés nagy megbízhatósága miatt nagyon népszerű. Ez a hálózati technológia magában foglalja két száloptikai gyűrű, akár 100 km hosszú. Ugyanakkor a hálózatban magas adatátviteli sebesség is biztosított - körülbelül 100 Mbps. Két száloptikai gyűrű létrehozásának lényege, hogy az egyik gyűrűnek van egy útvonala redundáns adatokkal. Ez csökkenti a továbbított információ elvesztésének esélyét. Egy ilyen hálózat akár 500 előfizetőt is tartalmazhat, ami szintén előnyt jelent más hálózati technológiákkal szemben.