4. Технология АТМ

Технология АТМ (ATM- Asynchronous Transfer Mode) является самой современной иперспективной технологией глобальных сетей и разрабатывается как единый транспорт для с интеграцией всех возможных услуг. По замыслу разработчиков технология АТМ сможет обеспечить следующие возможности:

- передачу в рамках одной сети компьютерного и мультимедийного (голос, видео) трафика, причем каждому виду трафика качество обслуживания будет соответствовать его потребностям;

- иерархию скоростей передачи данных от десятков Мбит/с до нескольких Гбит/с с гарантированной пропускной способностью для приложений;

- общие транспортные протоколы для локальных и глобальных сетей;

- сохранение существующих физических каналов связи и протоколов;

- взаимодействие с протоколами локальных и глобальных сетей: IP, ISDN, Ethernet, Token Ring и др.

Технология АТМ совмещает в себе две технологии- коммутации пакетов и коммутации каналов. От первой технологии она заимствует передачу данных в виде адресуемых пакетов, а от второй использование пакетов небольшого фиксированного размера в результате чего задержки в сети становятся более предсказуемыми. Основные стандарты технологии АТМ были приняты в 1993 году и работы по их разработке активно продолжаются.

Трафик компьютерных сетей имеет ярко выраженный асинхронный характер и пульсирующий характер, т.к. каждый компьютер посылает свою информацию в непредсказуемые заранее (случайные) моменты времени. Трафик компьютерной сети очень чувствителен к потерям данных, так как их необходимо восстанавливать за счет повторной передачи.

Мультимедийный трафик, передающий голос или изображение, наоборот характеризуется низкой пульсацией и высокой чувствительностью к задержкам передачи данных. Кроме этого указанные трафики имеют различные размеры предаваемых пакетов. Пакеты, содержащие компьютерные данные, могут иметь пакет длиной до 4500 байт, при передаче которого через коммутатор может произойти значительная задержка пакетов с голосовыми данными. Поэтому в технологии АТМ любой вид трафика передается пакетами фиксированной и очень маленькой длины в 53 байта. Пакеты АТМ называются ячейками (cell). Поле данных ячейки занимает 48 байт, а заголовок 5 байт.

Кроме стандартизации и выбора одного и того же размера ячейки для любого вида трафика в технологии АТМ реализуется важнейшее требование, предъявляемое к компьютерным сетям- заказ пропускной способности и качества обслуживания. (частично реализованного в сетях frame relay).

Магистраль АТМ обеспечивает большие скорости передачи данных и может обеспечить связь между отдельными городами или даже странами. Массовое применению технологии АТМ в локальных сетях сдерживается ее высокой стоимостью по сравнению с инвестициями в существующие технологии локальных сетей.

Лекция 9. Глобальная компьютерная сеть интернет

1. Основные определения

24 октября 1995 года Федеральный сетевой совет (FNC), США, единодушно одобрил резолюцию, определяющую термин "Интернет" Это определение разрабатывалось при участии специалистов в области сетей и в области прав на интеллектуальную собственность.

Интернет -- это глобальная информационная система, которая:

1. логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов, основанных на Интернет-протоколе (IP) или на последующих расширениях или преемниках IP;

2. способна поддерживать коммуникации с использованием семейства Протокола управления передачей, который называется Интернет-протоколом (TCP/IP) или его последующих расширений/преемников и/или других IP-совместимых протоколов;

3. обеспечивает, использует или делает доступной, на общественной или частной основе, высокоуровневые сервисы, надстроенные над описанной здесь коммуникационной и иной связанной с ней инфраструктурой.

Как видно из определения, в основе сети Интернет лежит использование протокола сетевого уровня, IP- протокола, над которым должны работать протоколы более высокого уровня, в первую очередь TCP - протокол.

Следует отметить, что революционизирующее влияние Интернет на мир компьютеров и коммуникаций не имеет исторических аналогов. Изобретение телеграфа, телефона, радио и компьютера подготовило почву для происходящей ныне их беспрецедентной интеграции. Интернет одновременно является и средством общемирового вещания, и механизмом распространения информации, и средой для сотрудничества и общения людей и компьютеров, охватывающей весь земной шар.

Интернет представляет собой один из наиболее успешных примеров того, какую пользу могут принести долгосрочные вложения и поддержка исследований и разработки информационной инфраструктуры. Начиная с ранних исследований в области пакетной коммутации, правительства различных стран, промышленность и академическая наука оставались партнерами в развитии и развертывании этой новой сетевой технологии.

В историческом развитии сети Интернет можно выделить четыре различных аспекта:

· технологическая эволюция исследований по пакетной коммутации;

· развитие методов и средств эксплуатации и управления глобальной и сложной сетевой инфраструктурой;

· социальный аспект, приведший к образованию широкого сообщества пользователей;

· коммерциализация, характеризуемая чрезвычайно эффективным превращением результатов исследований в развернутую, широко доступную информационную систему

2. Зарождение Интернет

У истоков создания сети Интернет стояла группа ученых и инженеров Управления перспективных исследований и разработок Министерства обороны США - DARPA (Defence Advanced Research Agency), созданная в 1962 году под руководством Дж. Ликлайдера. Этим ученым впервые была сформулирована концепция «галактической сети», объединяющая огромное количество компьютеров, и с помощью которой каждый пользователь сможет быстро получить доступ к данным и программам, расположенным на любом компьютере. Эта концепция очень близка по духу современному состоянию Интернет. Одновременно появились работы Леонарда Клейнрока по теории коммутации пакетов (пакетной коммутации), в которых теоретически обосновывалось возможность создания компьютерных сетей на основе пакетной коммутации. В дальнейшем проведенные эксперименты показали, что компьютеры с разделением времени могут успешно работать вместе, выполняя программы и осуществляя выборку на удаленной машине. Стало ясно и то, что телефонная система того времени с коммутацией соединений абсолютно непригодна для создания компьютерной сети.

В 1967 году появился проект первой компьютерной сети ARPANET, а в 1968 были доработана структура и спецификации этой сети, которая должна была работать по технологии коммутации пакетов. После разработки первого коммутатора пакетов компанией BBN, который назывался тогда интерфейсным процессором, появилась возможность провести соединения с их помощью нескольких компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга. В сентябре 1969 один из коммутаторов был установлен в Калифорнийском университете, к нему был подключен компьютер, а второй коммутатор с подключенным компьютером разместили в Стэнфордском исследовательском институте. Через месяц было послано первое компьютерное сообщение из Колифорнийского университета, которое было успешно принято в Стэнфорде. Двумя следующими узлами ARPANET стали университет города Санта- Барбара и Университет штат Юта.

Таким образом, к концу 1969 года первые четыре компьютера были объединены в первоначальную конфигурацию ARPANET В последующие годы число компьютеров, подключенных к ARPANET, быстро росло.

Одновременно велись работы по созданию функционально полного протокола межкомпьютерного взаимодействия и другого сетевого программного обеспечения. В декабре 1970 года Сетевая рабочая группа (Network Working Group, NWG) завершила работу над первой версией протокола, получившего название Протокол управления сетью (Network Control Prtocol, NCP). После того, как в 1971- 1972 годах этот протокол был реализован на всех узлах ARPANET, пользователи сети смогли приступить к разработке приложений работающих над этим протоколом.

В марте 1972 года появилось первое такое приложение - электронная почта. Создателем программы электронной почты стал сотрудник вышеупомянутой компании BBN Рэй Томлисон (Ray Tomlinson), он же предложил использовать значок @ («собака»). Для своего времени электронная почта стала тем, же чем в наши дни является служба WWW- исключительно мощным катализатором роста всех видов межперсональных потоков данных.

3. Концепция объединения сетей

Интернет основывается на идее существования множества независимых сетей почти произвольной архитектуры, начиная от ARPANET. Интернет в современном понимании воплощает ключевой технический принцип открытости сетевой архитектуры. При подобном подходе архитектура и техническая реализация отдельных сетей не навязываются извне - они могут свободно выбираться поставщиком сетевых услуг при сохранении возможности объединения с другими сетями посредством сетевого уровня.

Открытая сетевая архитектура подразумевает, что отдельные сети могут проектироваться и разрабатываться независимо, со своими уникальными интерфейсами, предоставляемыми пользователям и/или другим поставщикам сетевых услуг, включая услуги Интернет. При проектировании каждой сети могут быть приняты во внимание специфика окружения и особые требования пользователей. Вообще говоря, не накладывается никаких ограничений на типы объединяемых сетей или их территориальный масштаб.

Как уже указывалось выше, в сети ARPANET использовался протокол NCP.

Однако NCP не содержал средств для адресации сетей и отдельных машин. В обеспечении сквозной надежности протокол NCP полагался на хорошие линии связи.. Если какие-то пакеты терялись, протокол и поддерживаемые им приложения должны были остановиться. В модели NCP отсутствовало сквозное управление ошибками, поскольку ARPANET должна была являться единственной существующей сетью, причем настолько надежной, что от компьютеров не требовалось умение реагировать на ошибки. Таким образом, протокол NСP не соответствовал требованиям открытой сетевой архитектуры и требовал серьезной доработки.

Cотрудник DARPA Роберт Канн в 1972 году предложил разработать новую версию протокола, удовлетворяющую требованиям окружения с открытой сетевой архитектурой.

Этот протокол позднее будет назван Transmission Control Protocol/ Internet Protocol (TCP/IP -- Протокол управления передачей/Межсетевой протокол).

В то время как NCP действовал в как драйвер устройства, новинка должна была в большей мере напоминать коммуникационный протокол.

В основе разработки нового протокола лежали четыре принципа:

· Каждая сеть должна сохранять свою индивидуальность. При подключении к Интернет сети не должны подвергаться внутренним переделкам;

· Передача пакетов должна идти по принципу "максимум возможного". Если пакет не прибыл в пункт назначения, источник должен вскоре повторно передать его;

· Для связывания сетей должны использоваться черные ящики; позднее их назовут шлюзами и маршрутизаторами.

· На локальном уровне не должно существовать глобальной системы управления

Самыми первыми результатами по реализации указанных принципов стало:

· Общение между двумя компьютерами логически должно представляться как обмен непрерывными последовательностями байт. Для идентификации байта используется его позиция в последовательности.

· Управление потоком данных осуществляется на основе механизмов подтверждений. Получатель может выбирать, когда посылать подтверждение, распространяющееся на все полученные к этому моменту пакеты.

В публикациях того времени по объединению сетей (начало 70 -х годов) первоначально описывался один протокол, названный TCP. Он предоставлял все услуги по транспортировке и перенаправлению данных в Интернет. Планировалось, что протокол TCP будет поддерживать целый диапазон транспортных сервисов. Затем, однако, протокол TCP был раздел на два протокола -- простой IP, обслуживающий только адресацию и перенаправление отдельных пакетов, и отдельный TCP, имеющий дело с такими аспектами, как управление потоком данных и нейтрализация потери пакетов. Для приложений, не нуждавшихся в услугах TCP, была добавлена альтернатива -- Пользовательский дэйтаграммный протокол (User Datagram Protocol, UDP), открывающий прямой доступ к базовым сервисам уровня IP с приложений верхнего уровня.

Ключевая концепция создания Интернет состояла в том, что объединение сетей проектировалось не для какого-то одного приложения, но как универсальная инфраструктура, над которой могут быть надстроены новые приложения. Основой этих приложений являлся протокол TCP / IP.

Широкое распространение в 1980-е годы локальных сетей, персональных компьютеров и рабочих станций дало толчок бурному росту Интернет. Технология Ethernet, разработанная в 1973 году фирмой Xerox PARC, в наши дни является доминирующей сетевой технологией в Интернет, а персональные компьютеры и рабочие станции стали доминирующими компьютерами.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17