Компьютерные сети. Часть I. Основы сетей передачи данных.

Глава 1. Фактор развития сетевых технологий. Страница 6.

Интернет как фактор развития сетевых технологий.

Интернет является самой быстрорастущей технической системой в истории человечества. Интернет растет постоянно начиная с 80-х годов и в соответствии с прогнозами специалистов будет продолжать расти. «Размеры» Интернета можно оценивать поразному, чаще всего используют такие показатели, как количество подключенных к Интернету терминальных устройств (компьютеров различных типов, планшетов, мобильных телефонов), количество пользователей, объем трафика, передаваемый в единицу времени.

На (рис. 1.6) показан график роста числа пользователей Интернета за 40 лет существования этой сети. К 2014 году их число превысило 3 миллиарда, что составляет 42 % населения земного шара.

Количество терминальных устройств, выполняющих функции серверов (без учета пользовательских устройств), росло примерно такими же темпами: в 1980 году насчитывалось около 1000 хостов, подключенных к Интернету, в 1991 - более 1 000 000, в начале 2000-х - около 100 000 000 и, наконец, в 2013 - свыше 1 миллиарда.

С учетом пользовательских устройств (настольных компьютеров, ноутбуков, планшетов и мобильных телефонов) общее количество терминальных устройств, подключенных к Интернету, составило в 2013 году 12 миллиардов.

Абсолютно взрывным оказался рост объема трафика (количество байтов, переданных в месяц через магистрали Интернета):

• 1990 - 1 ТВ (1 терабайт = 1012 байт, или 1000 гигабайт);
• 1996-2000 ТВ;
• 2000 - 84 РВ (1 петабайт = 1000 терабайт);
• 2008 - 10 ЕВ (1 экзабайт - 1000 петабайт);
• 2013-50 ЕВ.

В середине 90-х трафик рос особенно быстро, удваиваясь каждый год, то есть демонстрируя экспоненциальный рост. Затем рост несколько замедлился, но все равно за последние 5 лет объем передаваемого трафика вырос в 5 раз. Трафик рос не только в количественном отношении — существенно менялся процентный состав приложений, генерирующих трафик. Так, если в 90-е годы и начале 2000-х в общем объеме преобладал трафик приложений, передающих файлы (файлы электронной почты, веб-страниц, музыки и кинофильмов), то уже к 2010 году он уступил лидерство трафику приложений, передающих видеопотоки в реальном масштабе времени (таких, как интернет-телевидение, просмотр кинофильмов в онлайновом режиме по требованию, видеоконференции). Изменение характера трафика породило новые вызовы разработчикам сетевых технологий, так как требования к характеристикам сети у этих приложений значительно отличаются от требований приложений передачи файлов.

Еще одним революционным изменением в области передаваемого трафика стало резкое увеличение его доли, генерируемой мобильными устройствами - планшетами и мобильными телефонами. И если пока еще большая часть трафика генерируется персональными компьютерами (67 % в 2013 году), то к 2018 году эта доля, по прогнозам, упадет до 43 %, остальное будут генерировать мобильные устройства, а также компьютеры, прямо обменивающиеся данными между собой.

Такой феноменальный рост и изменчивость Интернета (в различных аспектах) оказывали и оказывают сильнейше влияние на технологии компьютерных сетей, заставляя их постоянно изменяться и совершенствоваться, приспосабливаясь к новым требованиям пользователей и их количеству. Эту движущую силу нужно учитывать при изучении любых технологий компьютерных сетей, основные из которых рассматриваются в последующих главах этой книги. А пока для иллюстрации того, как технологии отвечали на вызовы роста, ограничимся таким понятным показателем, как скорость передачи данных транспортными сетевыми технологиями, и посмотрим, как она изменялась в локальных и глобальных сетях:

• 80-е годы:
  - Локальные сети: большинство сетей используют Ethernet 10 Мбит/с, Token Ring 16 Мбит/с.
  - Глобальные сети: магистраль Интернета построена на цифровых телефонных каналах 56 Кбит/с; магистрали телефонных сетей используют цифровые линии 35-45 Мбит/с.
• 90-е годы:
  - Локальные сети: переход на 100 Мбит/с (FDDI и Fast Ethernet).
  - Глобальные сети: магистрали SDH 155 и 622 Мбит/с начинают применяться в Интернете.
• конец 90-х - начало 2000-х:
  - Локальные сети: в 1998 году появляется Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с) и уже через четыре года, в 2002 году, - 10G Ethernet (10 Гбит/с).
  - Глобальные сети: иерархия скоростей SDH повышается до 10 Гбит/с; технология DWDM позволяет мультиплексировать в одном оптическом волокне до 40-80 каналов по 10 Гбит/с (общая пропускная способность волокна составляет 400­800 Гбит/с).
• Начало 2010-х:
  Локальные и глобальные сети: 40G и 100G Ethernet стандартизованы в 2012 году, версия 40G начинает применяться в серверах, a 100G — на магистралях сетей.

Как видно из этой краткой хронологии, разработчики сетевых транспортных технологий хорошо справлялись со своими обязанностями и смогли за 35 лет повысить потолок скорости в 10 000 раз. Подводя итог, перечислим последовательность важнейших событий, ставших историческими вехами на пути эволюции компьютерных сетей (Таблица. 1.1).

Выводы

Компьютерные сети стали логическим результатом эволюции вычислительной техники и телекоммуникационных технологий.

Прообразом локальных вычислительных сетей являются многотерминальные системы, работающие в режиме разделения времени.

Хронологически первыми появились глобальные сети (Wide Area Network, WAN), то есть сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, возможно, находящиеся в различных городах и странах.

Для связывания компьютеров в сеть операционные системы, установленные на них, были дополнены модулями, которые реализовали коммуникационные протоколы, общие для всех компьютеров сети. Такие ОС можно считать первыми сетевыми операционными системами. Сетевые ОС позволили не только рассредоточить пользователей между несколькими компьютерами (как в многотерминальных системах), но и организовать распределенные хранение и обработку данных. В начале 70-х годов начались работы по созданию первой и самой известной ныне глобальной сети мирового масштаба - Internet.

Важнейший этап в развитии сетей - появление стандартных сетевых технологий: Ethernet, FDDI, Token Ring, позволяющих быстро и эффективно объединять компьютеры различных типов.

Начиная с 80-х годов стала проявляться тенденция сближения технологий локальных и глобальных компьютерных сетей, а также технологий телекоммуникационных сетей разных типов: телефонных, радио, телевизионных.

В настоящее время ведутся активные работы по созданию универсальных мультисервисных сетей, способных одинаково эффективно передавать информацию любого типа: данные, голос и видео.

Контрольные вопросы

1. Что было унаследовано компьютерными сетями от вычислительной техники, а что от телефонных сетей?
2. Какие свойства многотерминальной системы отличают ее от компьютерной сети?
3. В чем технология коммутации пакетов превосходит технологию коммутации каналов?
4. Каким образом развитие Интернета влияет на развитие сетевых технологий?
5. Поясните, почему глобальные компьютерные сети появились раньше локальных.

Компьютерные сети. Учебник для вузов. Олифер В., Олифер Н.

1. Слушать на английском:
2. Названия локальных серверов.
3. Названия редакторов.
4. Названия СУБД.
5. Названия тегов HTML.
6. Название почтовых клиентов.
7. Названия языков программирования.
8. Названия языков программирования.
9. Тематический аудио класс.

Оглавление раздела «Компьютерные сети»

1. Учебник. Компьютерные сети.
2. Раздел «Компьютерные сети». Главная страница раздела
3. Библиотека. Учебная и справочная литература. Книги и учебники ИТ-тематики.
4. Рефераты. Информатика и программирование. Смотреть все
5. Тематический аудио класс. Слушать слова и фразы IT тематики на английском.