§9.5. История развития сети Интернет

Что такое Интернет? Само название сети InterNet произошло от объединения двух слов Interconnected Networks (связанные сети).

Интернет – это мировая компьютерная сеть, состоящая из множества соединенных друг с другом больших и малых сетей. Это сеть сетей, дающая возможность общения и передачи информации между любыми компьютерами по всему миру вне зависимости от того, кому они принадлежат и каким программным обеспечением оснащены.

История компьютерных сетей уходит в начало 60-х гг. XX в. Тогда Министерство обороны США посчитало, что на случай войны Америке нужна надежная система передачи информации. Опасения были связаны с возможным ударом по национальному коммуникационному центру США, который обеспечивал связь военного руководства страны с американскими стратегическими силами. Решение этой задачи было возложено на департамент министерства обороны США – Агентство перспективных исследовательских проектов (Advanced Research Projects Agency – ARPA), которое предложило разработать для этого компьютерную децентрализованную сеть, состоящую из отдельных независимых сегментов.

Эта задача была поручена Калифорнийскому университету (Лос-Анджелес), Стэндфордскому исследовательскому центру, Университету штата Юта и Университету штата Калифорния (Санта-Барбара), причем все работы финансировались за счет Минобороны США. В рамках этого проекта в 1969 г. была создана компьютерная сеть ARPANet, объединившая четыре указанных научных учреждения.

В основу ее информационного обмена была заложена оригинальная идея расщепления информационных данных на малые порции – «пакеты», которые достигали цели назначения различными путями. Эта экспериментальная сеть передачи пакетов первоначально предназначалась для изучения методов обеспечения надежной связи между компьютерами различных типов. Сеть ARPANet явилась прообразом сети InterNet (многие методы передачи данных через модемы были разработаны именно в ARPANet). Это была первая в мире сеть, перешедшая на маршрутизацию пакетов данных (1 января 1983 г.).

Эта компьютерная сеть была построена с учетом обеспечения ее функционирования в период военных действий, что отражалось в высокой надежности доставки сообщений при повреждении части узлов сети или их полном физическом уничтожении. В случае поражения отдельных участков сети действующие узлы автоматически переадресовывали данные по функционирующим каналам связи. Такая надежность обеспечивала управление военным потенциалом США в любых условиях. Сеть была предназначена для связи различных военных учреждений и оборонных предприятий, а также важных исследовательских центров.

В основу проекта были положены три базовые идеи:

• каждый узел сети соединен с другими, так что существуют несколько различных путей от узла к узлу;

• все узлы сети рассматриваются как надежные – существуют автоматически обновляемые таблицы перенаправления пакетов между узлами;

• пакет, предназначенный для отдаленного узла, отправляется на ближайший к нему согласно таблице перенаправления пакетов, а при недоступности этого узла – на следующий и т.д.

Созданная по такому принципу система не имела централизованного узла управления и, следовательно, легко могла быть изменена ее конфигурация.

За шесть лет до построения в США сети ARPANet в СССР существовал план создания Государственной сети вычислительных центров (ГСВЦ), однако он не был реализован на практике, что лишило нашу страну возможного приоритета в данной области.

В начале 70-х гг. среди пользователей ARPANet стало распространяться объективное мнение, что передать письмо по компьютерной сети намного удобнее, быстрее и дешевле, чем традиционным методом. Рей Томлинсон предлагает концепцию работы с электронными сообщениями в распределенных сетях. Так начала зарождаться электронная почта.

Эксперимент с ARPANet явился настолько успешным, что многие организации захотели войти в состав сети с целью ее использования для ежедневной передачи данных. Сеть начала активно расти и развиваться, ее начали использовать ученые из разных областей науки. Так в 1973 г. к ARPANet подключилась сеть CSNet, объединявшая несколько университетов. В связи с возникновением принципиально новых задач и методов их решения у организаций появилась новая потребность – связать воедино свои локальные сети и иметь возможность выходить в локальные сети других организаций.

Также в 1973 г. сеть стала международной – к ней были подключены первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии.

Достаточно быстро архитектура и принципы работы сети перестали удовлетворять растущим требованиям, и в 1974 г. были разработаны протоколы семейства TCP/IP. В 1983 г. стандарт для протоколов TCP/IP вошел в военные стандарты (Military Standards), и все работавшие в сети обязаны были перейти на новый стандарт.

В 1983 г. из ARPANet выделилась сеть MilNet, которая стала относиться к DDN (Defense Data Network – сеть оборонных данных) министерства обороны США. Таким образом, сеть MilNet обслуживала исключительно военные интересы, а сеть ARPANet стала доступной для разностороннего использования, преимущественно научного.

Началом становления глобальной компьютерной сети InterNet принято считать создание в 1984 г. сети Национального научного фонда США (National Science Foundation – NSF)¹, который тогда начал строительство пяти огромных суперкомпьютерных центров. А сеть NSFNet должна была соединить эти центры с научно-исследовательскими организациями для того, чтобы специалисты, занятые в фундаментальных исследованиях, могли использовать вычислительные мощности существующих компьютерных центров.

Первоначально сеть NSFNet соединяла Национальный центр суперкомпьютерных приложений (National Center for Supercomputing Applications – NCSA) при Университете штата Иллинойс и Центр теории Корнельского университета. Но за первый же год работы к NSFNet подключились около 10 000 компьютеров. Она стала обширной межуниверситетской сетью, которая включала более мелкие сети (в том числе известные тогда сети CSNet, Usenet и Bitnet).

Вскоре за NSFNet стало закрепляться звание «Интернет» – она служила каркасом Интернета в начале 90-х гг. NSFNet была построена на принципах ARPANet, но имела гораздо большую пропускную способность (56 кбит/с). В 1990 г. ARPANet прекратила свое существование, полностью уступив сети NSFNet.

В это время появились первые шесть доменов Интернета: com, edu, gov, mil, net и org. За каждой из этих аббревиатур скрывается своя собственная сеть.

К 1992 г. месячный трафик NSFNet превысил 1 трлн байт. К сети было подключено около 7500 мелких сетей, из которых около 2500 находились за пределами США. В 1994 г. опорные каналы NSFNet были полностью переведены на стандарт T3, обеспечивающий скорость передачи данных 44,736 Мбит/с. В том же 1994 г. месячный трафик NSFNet превысил 10 трлн байт, к сети было подключено 4 тысячи организаций и около 50 тысяч сетей в США, Канаде и Европе.

Вскоре американское правительство приняло решение о передаче значительной части каналов NSFNet в общедоступное коммерческое использование. Так 30 апреля 1995 г. сеть NSFNet была официально расформирована и вернулась к роли научно-исследовательской сети.

Одновременно были созданы национальные сети в других странах. Компьютерные сети разных стран стали объединяться, и в середине 90-х гг. появился Интернет в его сегодняшнем виде.

Можно выделить пять основных этапов развития сети InterNet:

• 1969 – 73 гг. – зарождение сети ARPANet на территории США и ее использование исключительно в военных целях;

• 1973 – 83 гг. – переориентация на использование сети в других целях, в том числе исследовательских (подключение университетской сети CSNet);

• 1983 – 86 гг. – объединение разрозненных сетей в единую сеть (ARPANet и NSFNet);

• 1986 – 90 гг. – распространение единой компьютерной сети (ARPANet прекратила свое существование, уступив место InterNet);

• 90 г. – наши дни – полноценное развитие глобальной компьютерной сети.

Названные этапы являются условными, но позволяют наглядно проследить динамику развития и распространения информационно-коммуникационных (сетевых) технологий.

Несмотря на потерю своего былого могущества, сеть NSFNet продолжает существовать. Она служит своей изначальной цели объединения научного потенциала и вычислительных мощностей суперкомпьютеров. В настоящее время на базе NSFNet развивается известный проект Internet2, обеспечивающий цифровую связь на невероятно больших скоростях.

Internet2 – некоммерческий консорциум из 207 американских университетов, создающий передовые сетевые приложения и технологии, чтобы ускорить появление «Интернета будущего». Консорциум активно сотрудничает с правительственными организациями и ведущими частными компаниями компьютерной индустрии.

Консорциум также поддерживает собственную экспериментальную высокоскоростную сеть Абилин (Abilene)¹, которая была создана в 1999 г. Тогда ее опорный канал имел пропускную способность 2,5 Гбит/с. В 2003 г. начался переход на стандарт OC-192c с номинальной скоростью 10 Гбит/с (сейчас реальная скорость составляет 6 – 8 Гбит/с). Сигнал в сети распространяется, в основном, по оптическим каналам. Маршрутизацию пакетов данных осуществляют специальные высокопроизводительные маршрутизаторы.

Отличительные особенности сети – использование протокола передачи данных IPv6, средств multicast (широковещательной передачи данных нескольким абонентам одновременно), поддержка QoS (средства обеспечения приоритетного качества в передаче видео- и голосовой информации), а также использование высокоскоростных магистральных каналов.

В настоящее время сеть совместно поддерживается консорциумом Интернет2, Университетом Индианы, а также компаниями Qwest Communications, Nortel и Juniper Networks. К сети имеют подключение многие университеты по всему миру (в России подключен МГУ).

В сети создаются виртуальные лаборатории, электронные библиотеки, ведется дистанционное обучение. Сеть может служить каркасом (backbone) для других сетей.

Постоянно увеличивается размер глобальной сети Интернет и расширяется сфера ее применения. Первоначально сетью Интернет пользовались исключительно для передачи файлов и сообщений электронной почты, в настоящее время с ее помощью решаются более сложные задачи распределенного доступа к ресурсам. Сегодня Интернет – это, во-первых, всемирная библиотека, обладающая знаниями, накопленными многими поколениями людей; во-вторых, быстрое и удобное средство международной связи; в-третьих, общедоступное средство массовой информации.

Сеть Интернет никому не принадлежит и не зависит ни от одного правительства или контролирующего органа. Различные организации в Интернет обладают своими собственными компьютерными сетями, которыми управляют так, как считают нужным (при соблюдении договоренностей, определенных соответствующими протоколами). Каждая локальная сеть всемирной сети называется узлом. Узел состоит из нескольких компьютеров-серверов, каждый из которых предназначен для хранения информации определенного типа и в определенном формате.

Сеть Интернет обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в состав подключенных к ней сетей. Интернет не просто устанавливает связь между отдельными компьютерами, а создает пути соединения для более крупных единиц – групп компьютеров. Объединяя различные сети, Интернет не создает при этом никакой иерархии – все компьютеры в сети равноправны.

Сейчас Интернет объединяет тысячи разных сетей, расположенных по всему миру. В сети используются практически все известные линии связи, начиная от низкоскоростных телефонных линий и заканчивая высокоскоростными цифровыми спутниковыми каналами. Сотни миллионов пользователей имеют доступ к глобальной сети.