История развития компьютерных сетей

1.

2.

Два корня компьютерных сетей
Сети
передачи
данных,
называемые
также
вычислительными или компьютерными сетями,
являются результатом эволюции двух важнейших
научно-технических
отраслей
современной
цивилизации

3.

Компьютерные сети (сети передачи данных)
возникли как результата развития
компьютерных технологий и систем
телекоммуникации
3

4.

• компьютерная сеть — это набор компьютеров, связанных
коммуникационной системой и снабженных соответствующим
программным
обеспечением,
которое
предоставляет
пользователям сети доступ к ресурсам этого набора
компьютеров;
• сеть могут образовывать компьютеры разных типов —
небольшие микропроцессоры, рабочие станции, миникомпьютеры,
персональные
компьютеры
или
суперкомпьютеры;
• передачу сообщений между любой парой компьютеров сети
обеспечивает коммуникационная система, которая может
включать кабели, повторители, коммутаторы, маршрутизаторы
и другие устройства;
• компьютерная сеть позволяет пользователю работать со своим
компьютером, как с автономным, и добавляет к этому
возможность доступа к информационным и аппаратным
ресурсам других компьютеров сети.

5.

Эволюция вычислительной техники
• Системы пакетной обработки
• Многотерминальные системы
5

6.

Первые сети
• Подключение сильно терминалов
– Тип соединения терминал – компьютер
– Использовались модемы и существующие
телефонные линии
• Логическое продолжение – соединения типа
компьютер - компьютер
– Основывались на существующих телефонных сетях
– Предложены и отработаны многие идеи
– Первые компьютерные сети – глобальные
6

7.

Глобальная вычислительная сеть
• Глобальная вычислительная сеть, ГВС (англ.
Wide Area Network, WAN) — компьютерная
сеть, охватывающая большие территории и
включающая в себя десятки и сотни тысяч
компьютеров.
• Наиболее известная (но не единственная)
глобальная сеть - Интернет
7

8.

Рождение Интернета
• 1969г. – Мин. обороны США инициировало
работы по объединению в единую сеть
компьютеров министерства обороны.
• Исследование за счет объединения в единую
сеть компьютеров институтов
• Эта сеть получила название ARPANET и стала
прообразом сети Интернет
• Для различных ОС были реализованы
дополнительные модули, реализующие
сетевые протоколы = сетевые ОС
8

9.

Развитие средств
телекоммуникации
• С конца 60-х получает распространение
передача голоса в цифровом виде
• Разделение на первичные (опорные) и
наложенные сети
• На сегодняшний день первичные сети
обеспечивают скорость до сотен гигабит в
секунду
9

10.

Первые локальные сети
• В конце 70-х появились миникомпьютеры
(не ПК) на БИС
• Перестал действовать закон Гроша
• В организации появились несколько
миникомпьютеров
• Появилась потребность их объединении
10

11.

Локальная вычислительная сеть
• Локальная вычислительная сеть (ЛВС,
локальная сеть, сленг. локалка; англ. Local
Area Network, LAN) — компьютерная сеть,
покрывающая обычно относительно
небольшую территорию или небольшую
группу зданий (дом, офис, фирму, институт).
11

12.

Появление стандартных технологий локальных
сетей
В середине 80-х годов положение дел в локальных
сетях стало меняться. Утвердились стандартные
технологии объединения компьютеров в сеть — Ethernet,
Arcnet, Token Ring, Token Bus.
Все стандартные технологии локальных сетей
опирались на тот же принцип коммутации, который был с
успехом опробован и доказал свои преимущества при
передаче трафика данных в глобальных компьютерных
сетях — принцип коммутации пакетов.
Конец 90-х выявил явного лидера среди технологий
локальных сетей — семейство Ethernet, в которое вошли
классическая технология Ethernet 10 Мбит/c, а также Fast
Ethernet 100 Мбит/c и Gigabit Ethernet 1000 Мбит/c.
Простые алгоритмы работы предопределили низкую
стоимость оборудования Ethernet.

13.

Роль персональных компьютеров в эволюции
компьютерных сетей
Создание персональных компьютеров послужило
мощным катализатором для бурного роста локальных
сетей, поскольку появилась отличная материальная
основа в виде десятков и сотен машин, принадлежащих
одному предприятию и расположенных в пределах
одного здания.
Компьютеры стали использоваться не только
специалистами,
что
потребовало
разработки
"дружественного"
программного
обеспечения,
и
предоставление соответствующих функций стало
прямой обязанностью операционных систем. В
результате поддержка сетевых функций стала для ОС
персональных компьютеров необходимым условием.

14.

Новые возможности пользователей локальных
сетей
Разработчики локальных сетей
привнесли в организацию работы
пользователей много нового. Так,
стало
намного
проще,
чем
в
глобальных сетях, получать доступ к
сетевым ресурсам — в локальной сети
пользователю
не
приходится
запоминать
сложные
идентификаторы
разделяемых
ресурсов. Для этих целей система
предоставляет список ресурсов в
удобной
для
восприятия
форме,
например
в
виде
древовидной
графической
структуры
("дерева"
ресурсов).
Еще
один
прием,
позволяющий
оптимизировать работу в локальной

15.

Эволюция сетевых операционных систем
В
1987
г.
в
результате
совместных усилий Microsoft и IBM
появилась
первая
многозадачная
операционная
система
для
персональных
компьютеров с процессором Intel
80286, в полной мере использующая
возможности
защищенного
режима — OS/2.
Сетевые
разработки
компаний Microsoft и IBM привели к
появлению
NetBIOS
—
очень
популярного
транспортного
протокола
и
одновременно
интерфейса
прикладного

16.

Эволюция сетевых операционных систем
В
90-е
годы
практически
все
операционные системы, занимающие
заметное
место
на
рынке,
стали
сетевыми. Сетевые функции сегодня
встраиваются в ядро ОС и являются
его
неотъемлемой
частью.
Операционные
системы
получили
средства
для
работы
со
всеми
основными технологиями локальных
(Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM) и
глобальных (X.25, frame relay, ISDN, ATM) сетей, а
также
средства
для
создания
составных сетей (IP, IPX, AppleTalk, RIP, OSPF, NLSP). В
операционных
системах
используются
средства
мультиплексирования
нескольких
стеков протоколов, что позволяет
компьютерам поддерживать сетевую
работу с разнородными клиентами и

17.

Эволюция сетевых операционных систем
Во второй половине 90-х годов все
производители операционных систем
резко усилили поддержку средств
работы с Internet (кроме производителей
Unix-систем, в которых эта поддержка
всегда
была
существенной).
Кроме
самого
стека
TCP/IP
в
комплект
поставки начали включать утилиты,
реализующие
такие
популярные
сервисы Internet как telnet, ftp, DNS и Web. Влияние
Internet
проявилось
и
в
том,
что
компьютер
превратился
из
вычислительного
устройства
в
средство коммуникаций с развитыми
вычислительными возможностями.
На современном этапе развития
операционных систем на передний
план вышли средства обеспечения

18.

Эволюция LAN
• Первые локальные сети использовали
нестандартные сетевые технологии
• Требовались специализированные
устройства сопряжения
• В начале 80-х получили распространение
ПК
• К середине 80-х утвердились стандартные
сетевые технологии локальных сетей
(Ethernet, Token Ring …)
18

19.

WAN против LAN
• Протяженность линий связи
– В LAN меньшая протяженность, можно
использовать лучшие каналы связи
• Сложность методов передачи
– Глобальные сети требут большей сложности для
компенсации ненадежных каналов связи
• Скорость обмена данными
– Скорость в локальных сетях выше на несколько
порядков
• Разнообразие услуг
– В локальных сетях выше разнообразие
19

20.

WAN = LAN ?
• Происходит сближение используемых
технологий в LAN и WAN
• Оптоволокно в качестве среды передачи (и
в LAN и в WAN)
• Повышение скорости передачи в WAN
• Унификация служб и протоколов (интранет)
20

21.

Компьютерные =
телекоммуникационные?
• Происходит сближение компьютерных и
классических телекоммуникационных сетей
• Предпринимаются попытки создания
мультисервисной сети.
21

22.

Задача компьютерной сети
• Основная задача компьютерной сети –
совместное использование ресурсов
22

23.

Распределенные приложения
• Предоставление совместного доступа к
ресурсу часто называют предоставлением
сервиса
• Клиент – модуль который формирует
запрос к удаленной системе, получает и
интерпретирует ответ
• Сервер – модуль, который постоянно
ожидает запросы из сети, и получив запрос
пытается его выполнить
23

24.

Распределенные приложения
• Распределенное приложение - приложение
состоящее из нескольких частей, каждая из
которых может выполняться на отдельном
компьютере
• Сетевые службы – системные
распределенные приложения,
реализующие сетевые сервисы (часто
являются частью сетевых ОС)
24

25.

Физическая передача данных
• При организации сетевого взаимодействия
первым бросается в глаза вопрос
физической передачи.
• Подразделяется на множество
подвопросов:
– Кодирование
– Топология сети
– Адресация узлов сети
– Коммутация
25

26.

Кодирование
• Кодирование – представление данных в
виде электрического или оптического
сигналов
• Применяемые способы кодирования
• Лучше деление на логическое и физическое
– Потенциальное
– Импульсное
– Модуляция
26

27.

Коммутация
• Соединение конечных узлов через сеть
транзитных называют коммутацией.
27

28.

Коммутация пакетов
• Поток данных делится на пакеты
• Пакет снабжается заголовком (адреса) и
концевиком (контрольная сумма)
28

29.

Коммутация пакетов
• Коммутаторы имеют буфер для временного
хранения пакетов
– Для согласования скорости передачи и
скорости коммутации
– Для согласования скоростей в каналах связи
• Возможны потери пакетов при
переполнении буфера
29

30.

Коммутация пакетов
• Методы продвижения пакетов
– Дейтагаммная передача
– Передача с установлением логического
соединения без фиксации маршрута
– Передача с установлением виртуального
канала
30