Глобальная компьютерная сеть

Концепция всемирного хранилища информации world wide web, предложенная Тимом Бернсом-Ли, понравилась. Автор первого браузера, спустя 15 лет, забыт потомками, потопленными морем интернета. Переломное поколение Перестройки помнит эру, лишённую персональных компьютеров. Последующие 20 лет принесли миру социальные сети, онлайн-игры, форумы, спам, электронную почту. Сегодня редкий индивидуалист глобальную компьютерную сеть бесполезной назовёт. Каждый теперь имеет право выбирать.

История

Пока СССР запускали Гагарина, правительство США решила жестоко отомстить… Эксперты называют родоначальником затеи Клода Шеннона, выпустившего книжку (1948) Математическая теория коммуникаций. Военный американский инженер активно изучал каналы связи, создав предпосылки развития сетей. Главной заслугой изобретателя стало изучение моделей шумов с попыткой разработки устойчивых кодов, способных передавать сообщения невзирая на помехи. Параллельно (1945) среди публикаций журнала Атлантик Манфли появилась заметка известного исследователя Вэнивара Буша, описывающая технологии распространения информации централизованным сервером. Эксперты называют автора отцом гипертекста, гипертекст сегодня выступает основой всемирной паутины.

Главной сетью середины XX века стал ARPANET. Основы проекта заложены двумя учёными:

1. Джозеф Ликлидер развил идею создания вычислительного центра Управления перспективных исследовательских проектов (ARPA) Министерства обороны США.
2. Пол Бэран, начиная 1959 годом, изучал жизнеспособность распределённых систем. Пять лет спустя родилась концепция пакетной передачи информации.

Первые в мире компьютерные сети

Тёплым апрелем 1963 года Ликлидер предложил Пентагону создать внутригалактическую компьютерную сеть. Видимо, положившись на Дарта Вейдера, учёный попутно делится идеей с Иваном Сюзерлэндом и Бобом Тэйлором. Затем спешно покидает ARPA. Тэйлор и Сюзерлэнд осмысливают сетевые технологии, помогая продвижению компьютеров, продаваемых Управлением различным компаниям. Усилия помогают быстрому распространению программных продуктов. Условием успеха стало наличие трёх терминалов, заставлявших Тэйлора постоянно менять место дислокации внутри собственного кабинета. Вот корень проблемы:

1. Q-32 (Санта Моника, SDC).
2. Гений проектов (Беркли, Университет Калифорнии).
3. Мультикс (Массачусетский институт технологии).

Каждый терминал занимал отдельное рабочее место. Боб метался как белочка в колесе. Однажды Тэйлор сказал сам себе:

• Человечище! Решение очевидно: три терминала обязаны стать одним.

Так родилась идея ARPANET. Параллельно Пол Бэран, пользуясь мощностями RAND Corporation, продолжал смаковать проблему выживания систем, испытавших ядерный взрыв. Американцы явно хотели изобрести нечто… но медлили. Помог англичанин Дональд Дэвис, предложивший (1965) передавать информацию пакетами. Год спустя команда британца занялась разработкой конструкции локальной вычислительной сети. Прослушивая Сержанта Пеппера, Дональд набрасывал проект коммуникаций Национальной лаборатории физики (NPL), формируя основные составляющие:

1. Узлы – вычислительные машины.
2. Пакеты – стандартизированные блоки обмена информацией.
3. Интерфейсные компьютеры, призванные обеспечить узлам временное деление канала (мультиплексирование), предоставляя доступ поочередно. Фактически исполняли роль маршрутизаторов.
4. Процесс предусматривал наличие юзеров-пользователей (ламеры появились позже).

ARPANET

Труды британца привлекли внимание коллегии (октябрь 1967), собравшей (Гатлинбург, штат Теннесси) праотцов ARPANET. Демонстрация англичан состоялась 5 августа 1968 года, заставив американцев начать действовать. Ларри Робертс, нанятый Бобом Тэйлором, предложил использовать наработки Британии, объединив вычислители ARPA, создав вторую в мире (забудем Мерит) компьютерную сеть. Позже (1973) обе были объединены. Производительность канала связи NPL достигала 768 кбит/с, ARPANET – 56.

Создание американской сети шло поэтапно. Боб Тэйлор, устав бегать меж терминалами, попросил директора Чарльза Херцфельда выделить денег. Начальник перебросил 1 миллион долларов, урезав бюджет проекта баллистических ракет. Нанятый (1 млн. долларов как раз хватило) Ларри Робертс весной 1967 выдал план протокола обмена данными. Учитывались методика идентификации пользователей, коррекция ошибок. Довершил концепцию Весли Кларк, вторично (независимо) изобретающий идею Дональда Дэвиса касательно интерфейсных машин, заправляющих процессом передачи пакетов. Робертс модифицирует первоначальный план, презентуя результат в октябре 1967. Внезапно внимание комиссии привлекает живая демонстрация Дональда. Американцы быстро замечают сходство двух идей, собственной и европейской, попутно перенимая понравившиеся детали британской сети.

Летом 1968 Робертс составляет план объединения компьютеров Управления. 21 июня начинается рассылка запросов гипотетическим исполнителям проекта. Львиная масса промышленников пятится назад, упуская глобальный смысл происходящего. Лишь 12 подрядчиков отвечают согласием. ARPA отсекает мелочь, оставляя четыре солидные рыбёшки. Позже отсеивает двух, в итоге контракт 7 апреля 1969 года достался BBN Technologies. Под патронажем девы Марии компания зачала новую сеть.

Команда, возглавляемая Франком Хертмо, быстро родила первый работоспособный вариант. Паутина объединялась массой мелких компьютеров-интерфейсов. Позже узлы заменили роутерами. Сформированные врата осуществляли коммутацию ресурсов. Аппаратным средством связи выступили последовательные интерфейсы ввода-вывода. Девять месяцев спустя молодая сеть начала функционирование. Команда BBN продолжила набираться опыта, опрашивая британскую команду.

Первые связные интерфейсы реализованы защищёнными вычислительными машинами Honeywell DDP-516, снабжёнными 24 КБ внутренним магнитным накопителем, 16-входным контроллером прямого доступа к памяти. Платы мультиплексирования осуществляли связь со всеми участниками транзакций. Немедля появились индикаторные лампочки состояния каналов, доселе украшающие маршрутизаторы МТС. Интерфейсы взаимодействовали, позволяя бесконечно наращивать размер системы. Первоначально ветка объединила 1 машину Юты, 3 – Калифорнии:

1. Университет Калифорнии (Лос-Анджелес) – исследовательская система Сигма 7.
2. ARC (Стэнфорд, создатель компьютерной мыши, демонстрационных версий программного обеспечения) – гипертекстовые системы 940 (Гений).
3. Университет Калифорнии (Санта-Барбара) – компьютеры IBM 360/75 (OS/MVT).
4. Университет школы вычислений Юты (Солт Лэйк Сити) – вычислительная машина DEC PDP-10 (операционная система TENEX).

Первая передача

Первое сообщение «login» 29 октября 1969 года (22:30) послал студент-программист Университета Калифорнии (Лос-Анджелес) Чарли Клайн Стэнфорду. Историки описывают ситуацию следующим образом:

• Вечером (29 октября) группа попыталась передать символы lo. Однако система «упала». Программисты немедля начали отыскание ошибок. Исправленный код загрузили в систему Сигма 7. Последовал успех.

Пробный сеанс связи Лос-Анджелес – Стэнфорд состоялся 21 ноября. 5 декабря все четыре хоста получили возможность обмена информацией. Скоро (март 1970) ARPANET пересекла континент, систему дополнили вычислительным центром Кэмбриджа (Массачусетс). Последовал бурный рост размеров:

• Июнь – 9 хостов.
• Декабрь – 13.
• Сентябрь 1971 – 18. Началось использование незащищённых (лёгких) моделей Honeywell 316. Машины зачастую выполняли роль терминальных серверов (до 63 подключений), поддерживающих кодировку ASCII. Новые вычислители снабжали адаптированными интерфейсами, упрощая интеграцию.
• Август 1972 – 29. Постепенно повышается объем памяти (32 кБ, 56 кБ).
• Сентябрь 1973 – 40. Сеть пополнилась норвежской NORSAR через спутниковый канал. Позже добавился Лондон, подоспели шведы. Сеть охватила несколько стран. Вправду сказать, иностранный трафик был непопулярен.
• Июнь 1974 – 46. Декабрь родил понятие Internet (интернет), ставшее сокращением длинных неудобоваримых сетевых определений. Документ RFC 675 (Винтон Серф, Йоген Далал, Карл Саншайн) стандартизировал методики передачи. Интернетом называли сеть, использующую протокол TCP/IP. Становилась возможной конверсия уже возведённой инфраструктуры, включая использующие сторонние соглашения по передаче информации.

• Июль 1975 – 57. ARPANET объявили дееспособной. Контроль за расходованием субсидий растущей сети взяло Агентство оборонной связи. ВВN начинает разработку операционных систем, сначала – для процессоров Pluribus, затем – С/30.
• 1981 – 213. Национальный научный фонд США (NSF) заинтересовался проектом. Стартовала образовательная сеть CSNET. Возможность объединить напрямую оба сегмента отсутствовала.

Рождение интернета

Скорость прироста достигла отметки 1 хост / 20 дней. 1982-83 годы считают революционными: стандартизирован протокол TCP/IP, заменивший ранее используемый NCP. ARPANET стал первой подсетью будущего интернета. Осенью 1984 года инфраструктуру модифицировали, выделив военным обособленный сегмент MILNET. Части объединили охраняемыми мостами. Позже военный сегмент получил новое имя NIRPNet.

Проект 1985 года, NSFNet, призван развить научно-образовательную сеть. Гражданские мощности ARPANET стали поэтапно закрывать, последние хосты перестали функционировать в июле 1990. 28 февраля 1990 года Винтон Серф написал стихотворный реквием:

• Это было первой пташкой, навсегда останется первой, было лучшим, но теперь мы вынуждены навечно похоронить ARPANET. Прошу минуту молчания почтить слезами проводы. Всплакну за старое доброе время, любовь, долгие годы верной службы. Работа окончена. Укладывай спать пакеты, друг, и засыпай.

Начиная 1986, NSFNet планомерно рос, захватывая территорию США. Модемы обеспечивали скорость 56 кбит/с. Растущие запросы заставляли экспертов плодить новые продуктивные стандарты. Конец 80-х принёс миру первых интернет-провайдеров. Началась экспансия в Австралию, Европу, Азию. Первоначально (1988) океан пересекла радиорелейная линия (Университет Принстона – Стокгольм) низкоскоростных спутников, родив межконтинентальную сеть. Летом 1989 года 500.000 абонентов пользовались электронной почтой.

1 января 1990 года PSInet запущена коммерческая альтернативная ветка интернета, существующая доныне. Весной NSFNet бросил Европе высокоскоростную (1,5 Мбит/с) руку помощи. В 1992 году Винтон Серф, Боб Кан организовали некоммерческое Общество интернета (анонс состоялся 20 июня 1991). Сегодня структура включает свыше 100.000 компаний, частных пользователей. Означенных лиц принято называть членами группы отцов всемирной паутины.

Этикет

Инструкция лаборатории массачусетского университета гласила:

• Запрещается активность, помимо прямых государственных нужд, бизнеса. Личные сообщения-приветствия, наподобие hello, абонентам ARPANET допускаются. Направление сообщений коммерческого, политического характера нелегитимно. Рассылая спам, студенты подвергают институт дискредитации. Явятся правительственные агенты расследовать нелегальную активность.

Революция WWW

Настоящую популярность концепции принёс Тим Бернерс-Ли, создав идею WorldWidеWeb – первого браузера-редактора, позволяющего пользователю осматривать ресурсы удалённых серверов. Инженер разработал:

1. Язык гипертекста HTML.
2. Протокол пересылки данных HTTP.
3. Программное обеспечение стороны сервера.
4. Первая в мире веб-страничка описывала проект WWW.

В 1995 совершилась интернет-революция. Родились сервисы e-mail, мессенджеры, телефония. Пользователи заполонили форумы, блоги, социальные сети, электронные магазины. Ethernet постоянно плодил новые скорости. В поздние 90-е трафик ежегодно удваивался, Фидонет – погибал. Сегодня численность аудитории оценивается, как 3,6 млрд.

Причины создания глобальных сетей

Исследователи истории интернета придерживались ошибочного мнения об обязанности сетей выступать щитом, предотвращающим ядерный удар. Корпорация RAND изначально представляла подобную возможность, позже искоренённую из проекта. Главная цель – обеспечить выживаемость системы, соединить командные пункты, предоставить функциональность даже при условии гибели большей части сегментов. Разумеется, предполагалось уничтожение именно ядерным взрывом.

Инфраструктура

Операторы предоставляют доступ к всемирному объединению персональных компьютеров. Провайдеры первого уровня (tier-1) способны достичь любой подсети напрямую. Отсутствует комиссия, присваивающая звание; кто может выполнить требования – тот знает. Провайдер первого уровня предоставляет собственную таблицу маршрутизации. Современная иерархия даёт следующие определения:

1. Tier-1 – провайдер достигает сети интернет посредством исключительно пиринговых соединений.
2. Tier-2 – провайдер покупает транзит трафика, помимо собственной инфраструктуры.
3. Tier-3 – полное отсутствие собственных мощностей. Трафик полностью покупается.

Иногда эшелоны ссорятся. Тогда некоторые подсети (разных провайдеров) перестают видеть друг друга. Такое случалось. Обычно одна сторона сдаётся, перекупая чужой транзитный трафик. Реже коллективные жалобы ущемлённых лиц заставляют врагов примириться. Любопытный момент: клиенты эшелонов второго уровня живут превосходно, поскольку перекупщики обычно берут трафик нескольких компаний.

Пользуясь отсутствием системы сертификации, провайдеры порой самовольно признают себя капитанами первого ранга, пытаясь выделиться на общем фоне. Неразберихи добавляют парадоксальные факты:

• Операторы второго уровня часто крупнее «сливок» сообщества.
• «Нижние слои» могут закупать очень-очень малую часть трафика, используя преимущественно собственные каналы.
• Скорость провайдеров второго уровня зачастую выше.

Маркетологи выбрасывают объективные сведения, далёкие от сферы присвоения классификации:

• Число абонентов, маршрутизаторов.
• Протяжённость линий.

Провайдеры Tier-1 бесплатно предоставляют пиринг компаниям, удовлетворяющим ряду условий. Желающие могут купить «право», не получая статус первого звена в силу политических, финансовых причин. Эксперты рекомендуют определять опорные сети, чья инфраструктура выступают костяком. Первоначально таковой была ARPANET, проект закрыли, заменив NSFNet. Растущее число операторов добавляли собственные физические линии, обходя стороной первопроходцев. 30 апреля 1995 года инфраструктуру NSFNet упразднили. Подавляющее большинство Tier-1 североамериканские, присутствует японская NTT, скандинавская – Telia Sonera.

Управление

Всемирная сеть лишена централизованного управления. Передачей информации заправляют протоколы, организации, провайдеры. Имена доменов администрирует международная служба ICANN. Распределением IP-адресов заведуют Региональные интернет-регистраторы:

1. Африканский сетевой информационный центр (AfriNIC).
2. Американский регистратор интернет-номеров.
3. Азиатско-тихоокеанский сетевой информационный центр.
4. Латиноамериканский и Карибский регистратор адресов интернета.
5. Европейский RIPE NCC.

Ранее 1 октября 2016 зонами ДНС заведовала Национальная телекоммуникационная и информационная администрация США. Ныне функции переданы IANA. Общую координацию разработчиков осуществляет Общество интернета.

Фидонет

Приведём пример, показывающий глобальное отличие интернета. Сама инфраструктура не позволяет дать название сети. Выше прямо говорилось: ключевую роль получают протоколы. Производители начинают поддерживать стандартизирующие организации. Однако корпоративный пыл разработчиков легко охладит единственный энтузиаст. Пусть Фидонет теряет популярность – проект показывает главное: интернет образован стеком протоколов, легко может быть заменён иной технологией. Название же, скорее всего, останется по инерции, сегодня редкие эксперты помнят истоки происхождения терминов.

Сеть создал (1984) американский программист Том Дженнингсон. Программное обеспечение занималось обменом объявлений меж двумя электронными досками. Технология использовала ночью (тарификация обходится дешевле) обычную телефонную линию. Запланированный регламентом час обмена прекращал доступ пользователей (которые преимущественно спали). Число абонентов постепенно росло, потому что подключение было бесплатным. Клиент покупал телефон, ставил программное обеспечение, начинал общаться.

Увеличивающаяся масса желающих заставила разделить Фидонет по сегментам, образовав дерево. Адресация стала двухуровневой. Октябрьское собрание 1986 года ввело четырёхъярусные обращения, учитывая наличие нескольких материков. Появились постоянные врата в интернет. Пик популярности приходится на 1996 год. Затем число узлов резко падает.

Сегодня, помимо телефонных, пользователи располагают возможностью использовать сетевую инфраструктуру, включая интернет-коммуникации.

Происхождение термина

Логотипом сети стала собака, сжимающая зубами дискету. Рисунок придумал Том Дженнингс, иллюстрируя собственное программное обеспечение Fido. Кличка хорошо знакома жителям Северной Америки. Предположительно «собака» должна была переносить почту. Отдалённые районы Аляски достигали лишь упряжки. Сан-Франциско и Балтимор разделены целым континентом. Голубям сложно покрыть расстояние 4000 км.