Контрольная работа по предмету «Информационные технологии». РГР+ИНФОРМАЦИОННЫЕ+ТЕХНОЛОГИИ. Контрольная работа по предмету Информационные технологии Вариант 8
 Скачать 2.85 Mb.
|
Перспективы развития сетевых технологийВ 1957 г. в США, по указанию президента Дуайта Эйзенфаура, в составе Отдела Обороны (DoD, Department of Defence) формируется два правительственных органа: Национальная аэрокосмическая администрация NASA (National Aeronautics and Space Administration), которая в представлений не нуждается, а также Агентство по Передовым Оборонным Исследованиям (DAPRA или Defence Advanced Research Projects Agency). Сделано это было с целью продвижения военных технологий США на лидирующие позиций в мире. Прогресс человечества и военные технологий всегда идут вместе, поэтому весь начальный этап развития нарождающей Сети будет связан с военными ведомством США. В начале 60-х годов основные работы DAPRA были посвящены разработке метода соединений компьютеров друг с другом. Агентство выделяет денежные средства для привлечения к перспективным разработкам университетов и корпораций (Массачусетский Технологический Институт -MIT, некоммерческая организация, занимающаяся стратегическими исследованиями и разработками -RAND Corporation). В 1962 г. Дж. Ликлайдер (J.C.R. Liclider) публикует работу "Galactic Network", в котором предсказывает возможность существования в будущем глобальной компьютерной связи между людьми, имеющими мгновенный доступ к программам и базам данных из любой точки земного шара. Как это не удивительно, его предвидение в полном мере отражало современное устройство всемирной Сети. Тогда же, в августе 1962 г., вышла статья Дж. Ликлайдера и В. Сларка "Интерактивная связь человека с компьютером". Возглавил первую исследовательскую программу, начатую DAPRA 4 октября 1962 г. Ликлайдер сумел увлечь своей концепцией группу ученых, среди которых был и его преемник- исследователь из MIT Лоуренс Робертс (Lowrence G. Roberts), а также Ивана Сазерленда (Ivan Sutherland) и Боба Тейлора (Bob Taylor). В июле 1961 г. Леонард Клейнрок (Leonard Kleinrock) разработал и впервые опубликовал статью "Информационный поток в крупных коммутационных Сетях", где представил новую теорию передачи данных. Это была первая публикация по теорий коммутаций пакетов. В 1964 г. новая концепция вышла уже в книге. Тогда же Л. Клейнрок убедил Л. Робертса в возможности коммуникаций с использованием пакетов и в преимуществах своей теорий перед древнейшим принципом коммутаций каналов. Как известно, при пакетной коммутаций необходимые для передачи данные разбиваются на фрагменты, к каждому из которых присоединяется заголовок (адрес), одержащий полную информацию о доставке пакета по назначению. В результате один канал связи может использоваться для одновременно передачи данных множества пользователей, тогда как при коммутаций каналов, широко используемой в традиционной телефонной связи, канал связи выделяется исключительно к услугам двух пользователей, расположенные на его концах. Для проверки новой концепций пакетной коммутаций Л. Робертс и Т. Мерилл еще в 1965 г. соединили компьютер TX-2 в штате Массачусетс (MIT, Лабораторий Линкольна) с компьютером Q-32 в System Development Corporation (Санта-Моника, Калифорния) с помощью низкоскоростных телефонных коммутируемых линий (пока еще без коммутаций пакетов).Таким образом, в 1965 г. в США была создана первая в историй маленькая, но вовсе даже нелокальная компьютерная сеть. Результатом эксперимента стало понимание того, что компьютеры могут успешно работать вместе, выполняя программы и осуществляя выборку данных. Стало также ясным и то, что телефонная сеть с коммутацией каналов абсолютно непригодна для построения компьютерной сети. Разумеется, Л. Клейнрок еще раз убедился в необходимости пакетной коммутаций, и это было в тот момент самым главным. В конце 1966 г. DARPA пригласило Л. Робертса для реализаций проекта компьютерной сети ARPANET. Целями проекта были объединения исследовательских учреждений, проведение экспериментов в области компьютерной коммуникаций, а также изучение способов поддержки надежной связи в условиях ядерного нападения. Итак, Л. Робертс начал работать над разработкой концепций децентрализованного (распределенного) управления военными и гражданскими объектами в период ведения войн. Довольно быстро появился план ARPANET. В 1967 г. на симпозиуме по Принципам Взаимодействия (Operating Principles), организованной Ассоциацией машинных вычислений (ACM, Association for Computing Machinery), которая была основана еще 1947 г. и является первым научным и образовательным компьютерным сообществом, был представлен проект сети с коммутацией пакетов. И тогда же, в 1967 г. первое издание проекта ARPANET опубликовано Л. Робертсом. В 1964 г. группа сотрудников RAND Corporation написала статью по сетям с пакетной коммутацией для надежных голосовых коммуникаций в военных системах. Работы, которые проводились в середине 60-х годах в MIT, RAND, и NPL, были во многом параллельными, и эти организаций не имели информации о деятельности друг друга. Разговор Л. Робертса с сотрудниками NPL увенчался заимствованием слова "пакет" и решение увеличить предлагаемую скорость передачи по каналам проектируемой сети ARPANET с 2,4 Кб/с до 50 Кб/с. В конце 1969 г. в одну компьютерную сеть были включены четыре исследовательских центра: • University of California Los Angeles (UCLA); • Stanford Research Institute (SRI); • University of California at Santa Barbara (UCSB); • University of Utah. В октябре 1969 г. было послано первое электронное сообщение между узлами UCLA (Калифорнийский Университет, Лос-Анджелес) и SRI (Исследовательский Институт Стэнфорда). Говорят, что в самом начале работы эта сеть сразу же "зависла", но процесс пошел. Вот так четыре удаленных компьютера были объединены в первоначальную конфигурацию ARPANET. Так, собственно и началось становление и рост Internet'а, которому уже, если можно считать, 33 года. Одновременно Р. Кан разработал общую архитектуру сети ARPANET, Л. Робертс разработал топологию и экономические вопросы, Л. Клейнрок представил все средства измерений и анализа сети. Так и завершился начальный этап становления Интернета. Пользователи ПК уже давно смирились с мыслью, что угнаться за темпами обновления комплектующих для ПК невозможно. Новый процессор последней модели перестает быть таковым уже через два-три месяца. Столь же стремительно обновляются и другие компоненты ПК: память, жесткие диски, материнские платы. И несмотря на заверения скептиков, которые утверждают, что для нормальной работы с ПК сегодня достаточно и процессора Celeron 400 МГц, множество компаний (во главе с Microsoft, конечно) неустанно трудятся над тем, чтобы найти достойное применение «лишним» гигагерцам. И надо отметить, что это у них неплохо получается. На фоне возрастающей мощности ПК бурными темпами развиваются и сетевые технологии. Обычно развитие сетевых технологий и аппаратной части компьютеров традиционно рассматривается по отдельности, однако эти два процесса оказывают сильное влияние друг на друга. С одной стороны, увеличение мощности компьютерного парка в корне меняет контент приложений, что приводит к росту объемов информации, передаваемой по сетям. Быстрый рост IP-трафика и конвергенция сложных приложений для работы с голосом, данными и мультимедиа требуют постоянного наращивания пропускной способности сетей. При этом основой экономичных и высокопроизводительных сетевых решений остается технология Ethernet. С другой стороны, сетевые технологии не могут развиваться будучи не привязанными к возможностям компьютерного оборудования. Вот простой пример: для того чтобы реализовать потенциальные возможности гигабитного Ethernet, потребуется процессор Intel Pentium 4 с тактовой частотой не менее 2 ГГц. В противном случае компьютер или сервер будет просто не в состоянии переварить столь высокий трафик. Влияние сетевых и компьютерных технологий друг на друга постепенно приводит к тому, что персональные компьютеры перестают быть только персональными, а начавшийся процесс конвергенции вычислительных и коммуникационных устройств мало-помалу избавляет персональный компьютер и от «компьютерности», то есть коммуникационные устройства наделяются вычислительными возможностями, что сближает их с компьютерами, а последние, в свою очередь, приобретают коммуникационные возможности. В результате такого сближения компьютеров и коммуникационных устройств постепенно начинает формироваться класс устройств следующего поколения, которые уже перерастут роль персональных компьютеров. Впрочем, процесс конвергенции вычислительных и коммуникационных устройств еще только набирает обороты, и судить о его последствиях пока еще рано. Если же говорить о дне сегодняшнем, то стоит отметить, что после продолжительного застоя в развитии технологии для локальных сетей, который характеризовался господством Fast Ethernet, наблюдается процесс перехода не только на более высокоскоростные стандарты, но и на принципиально новые технологии сетевого взаимодействия. Сейчас разработчикам на выбор предоставлены четыре возможности модернизации сетей: • Gigabit Ethernet для корпоративных пользователей; • беспроводной Ethernet в офисе и дома; • сетевые средства хранения данных; • Gigabit Ethernet в городских сетях. Ethernet имеет несколько особенностей, которые обусловили повсеместное распространение этой технологии в IP-сетях: • масштабируемая производительность; • масштабируемость для применения в различных сетевых приложениях — от локальных сетей малого радиуса действия (до 100 м) до городских сетей (40 и более километров); • низкая цена; • гибкость и совместимость; • простота использования и администрирования. В совокупности эти особенности Ethernet позволяют применять данную технологию в четырех основных направлениях развития сетей: • гигабитные скорости для корпоративного применения; • беспроводные сети; • системы сетевого хранения данных; • Ethernet в городских сетях. В настоящее время Ethernet является наиболее широко используемой технологией создания локальных сетей во всем мире. По данным компании International Data Corporation (IDC 2000), более 85% всех локальных сетей построено на основе Ethernet. Современные технологии Ethernet далеко ушли от спецификаций, предложенных доктором Робертом Меткалфом и разработанных совместными усилиями компаний Digital, Intel и Xerox PARC в 1980 году. Секрет успеха Ethernet легко объясним: за последние два десятилетия стандарты Ethernet постоянно совершенствовались, чтобы соответствовать все возрастающим требованиям к компьютерным сетям. Разработанная в начале 80-х годов технология Ethernet со скоростью передачи данных 10 Мбит/с эволюционировала сначала в версию со скоростью передачи данных 100 Мбит/с, а в наши дни — в современные стандарты Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet. Ввиду низкой стоимости решений на базе гигабитной технологии Ethernet и четко выраженного намерения поставщиков решений дать своим клиентам технологический запас на будущее, поддержка гигабитного Ethernet становится обязательной для корпоративных настольных ПК. IDC сообщает, что, по некоторым оценкам, к середине этого года более 50% поставляемых устройств для локальных сетей будут поддерживать Gigabit Ethernet. Через год или два после того, как клиенты начнут переходить на Gigabit Ethernet, будет модернизирована и вся инфраструктура. Если следовать историческим тенденциям, то где-то в середине 2004 года наступит переломный момент в спросе на гигабитные коммутаторы. Широкомасштабное использование Gigabit Ethernet на настольных ПК, в свою очередь, приведет к необходимости применения 10 Gigabit Ethernet в серверах и магистралях корпоративных сетей. Использование 10 Gigabit Ethernet отвечает нескольким ключевым требованиям к высокоскоростным сетям, включая меньшую совокупную стоимость владения по сравнению с используемыми в настоящее время альтернативными технологиями, гибкость и совместимость с существующими сетями Ethernet. Благодаря всем этим факторам 10 Gigabit Ethernet становится оптимальным решением для городских сетей. Изготовители оборудования и провайдеры услуг в ходе создания городских сетей могут столкнуться с некоторыми проблемами. Следует ли расширять имеющуюся инфраструктуру SONET/SDH или стоит сразу перейти на более экономичную инфраструктуру на базе Ethernet? В современных условиях, когда операторам сетей необходимо снизить затраты и обеспечить скорейший возврат инвестиций, сделать выбор как никогда сложно. Совместимые с существующим оборудованием, эти гибкие, многофункциональные решения с различными скоростями передачи данных и отличным соотношением «цена/производительность» ускоряют внедрение решений на базе 10 Gigabit Ethernet в городских сетях. Кроме начавшегося процесса перехода от технологии Fast Ethernet к Gigabit Ethernet, 2003 год ознаменовался массовым внедрением беспроводных технологий. За последние несколько лет преимущества беспроводных сетей стали очевидными для большого круга людей, а сами устройства беспроводного доступа теперь представлены в большем количестве и по более низкой цене. По этим причинам беспроводные сети стали идеальным решением для мобильных пользователей, а также выступили в качестве инфраструктуры мгновенного доступа для широкого круга корпоративных клиентов. Высокоскоростной стандарт передачи данных IEEE 802.11b был принят почти всеми производителями оборудования для беспроводных сетей со скоростью передачи данных до 11 Мбит/с. Сначала он был предложен как альтернативный вариант для построения корпоративных и домашних сетей. Эволюция беспроводных сетей продолжилась с появлением стандарта IEEE 802.11g, принятого в начале нынешнего года. Этот стандарт обещает значительный рост скорости передачи данных — до 54 Мбит/с. Его задача — обеспечить корпоративным пользователям возможность работы с требовательными к полосе пропускания приложениями, не жертвуя при этом объемом передаваемых данных, но улучшая масштабируемость, помехоустойчивость и безопасность данных. Безопасность продолжает оставаться очень важным вопросом, поскольку мобильные пользователи, количество которых постоянно растет, требуют возможности безопасного беспроводного доступа к своим данных в любом месте и в любое время. Недавние исследования показали уязвимость шифрования по протоколу Wired Equivalent Privacy (WEP), что делает защиту WEP недостаточной. Создание надежной и масштабируемой системы безопасности возможно с помощью технологий виртуальных частных сетей (VPN), поскольку они обеспечивают инкапсуляцию, аутентификацию и полное шифрование данных в беспроводной сети. Быстрый рост популярности электронной почты и электронной коммерции cтал причиной резкого увеличения потока данных, передаваемых по общедоступной сети Интернет и по корпоративным IP-сетям. Увеличение трафика данных способствовало переходу от традиционной серверной модели хранения данных (Direct Attached Storage, DAS) к инфраструктуре самой сети, в результате чего появились сети хранения данных (SAN) и сетевые устройства хранения данных (NAS). В технологиях хранения данных происходят важные изменения, ставшие возможными благодаря появлению сопутствующих сетевых технологий и технологий ввода-вывода. Эти тенденции включают: • переход к технологиям Ethernet и iSCSI для решений хранения данных на базе IP; • внедрение архитектуры InfiniBand для кластерных систем; • разработку новой архитектуры последовательной шины PCI-Express для универсальных устройств ввода-вывода, поддерживающей скорость до 10 Гбит/с и выше. Новая технология на базе Ethernet под названием iSCSI (Internet SCSI) является высокоскоростным, недорогим и функционирующим на больших дистанциях решением хранения данных для Web-сайтов, провайдеров услуг, коммерческих фирм и других организаций. По этой технологии традиционные команды SCSI и передаваемые данные инкапсулируются в пакеты TCP/IP. Стандарт iSCSI позволяет создавать недорогие сети хранения данных на базе IP, обладающие отличной совместимостью. |