Эволюция компьютерных сетей и Рождение глобальной сети
Сети являются одним из основополагающих строительных блоков нашего современного мира. По этой причине сетевые технологии и мир, который мы строим на их основе, значительно изменились и развились по сравнению с прошлым и настоящим. Сегодня сетевые технологии играют важную роль во многих областях, таких как передача данных, интернет-услуги и организация локальных сетей. В блоге этой недели мы поговорим об основных характеристиках сетей, топологий, интернет-технологий и протоколов, о которых мы упоминали в сообщении блога прошлой недели.
В будущем я начну писать блоги о кибербезопасности. Даже приведенные здесь исторические энциклопедические сведения полезно внимательно прочитать, поскольку они составляют основу современных коммуникаций (SS7, TTY и т. д.) и по-прежнему являются причиной слабости кибербезопасности. Те, кому интересно, могут получить больше того, что я напишу, из Интернета и библиотек. Желаю вам приятного чтения!
Мы говорили о том, что Интернет является продолжением процесса, начатого проектом ARPANET в 1960-х годах. Первоначально эта сеть использовалась для военных и академических исследований, а теперь превратилась в глобальную коммуникационную платформу, объединяющую миллиарды устройств. Давайте подумаем о коммуникации между устройствами, подключенными к сети, например, у вас дома или, как это было раньше, в сетях, созданных в армии и университетах. Каким образом это достигается? Давайте рассмотрим 6 человек, использующих устройства и называющих свои устройства своими именами. Есть 6 друзей по имени Чингис, Атилла, Динара, Томрис, Хельги и Ивар. Эти друзья знают имя и подпись друг друга. Так как же их компьютеры узнают подписи и имена друг друга? Вот тут-то в игру и вступают IP и MAC.
Интернет: Рождение глобальной сети
Пока что на этом блоге мы увидели 3 слова, заканчивающиеся на суффикс NET: Internet, Ethernet, Arpanet. Мы сделали акцент на Интернете, используя определение «сеть сетей». Было время, когда этих NET было так много и они были такими разными, что все было не так просто, как сегодня. Если вы готовы, давайте сделаем краткий обзор последних 100 лет.
Если мы быстро взглянем из прошлого в настоящее: Первые сети компьютеров:
Телетайп (TTY) и телеграфные сети (1830-е - 1950-е годы)
- В 19 веке появились телеграфы, которые стали первой технологией для передачи текстовой информации на большие расстояния. Телеграфные линии соединяли различные пункты и позволяли передавать сообщения с помощью электрических сигналов. А к началу 20 века телетайпы (TTY), механические устройства для печати текстовых сообщений, начали использоваться для передачи данных и в 1950-х годах их начали подключать к ранним компьютерам. В этот период сети основывались на прямых соединениях по линиям телекоммуникаций (point-to-point, P2P). Устройства обменивались данными через последовательные порты или телефонные линии, и, поскольку соединения были прямыми, необходимость в адресации отсутствовала. По мере роста числа устройств к концу 1950-х гг. увеличивалось и количество портов, что привело к развитию маршрутизации на основе коммутаторов.
Сети с коммутацией каналов (1950-е - 1960-е годы)
- Пример: Bell System и телефонные коммутационные сети (Представьте себе домашний телефон с дисковым набором номера. Вы звоните на коммутатор, чтобы подключиться к номеру, и он направляет ваш звонок на этот номер с помощью коммутатора.) Но коммутаторы пересылали данные только на устройства, к которым они были напрямую подключены. Прямого обращения по-прежнему не было; использовались только физические соединения. Люди того периода понимали, что эту технологию необходимо развивать, поскольку при повреждении этих соединений связь/передача данных будут нарушены. Тут и пришла в голову идея разбить данные на части и отправить их так, чтобы в случае повреждения сети во время передачи данных можно было восстановить хотя бы часть данных. (Угроза ядерной войны и последствия холодной войны). Итак, первые шаги Интернета были сделаны в 60-х годах.
Сети с коммутацией пакетов (1960-е - 1970-е годы)
- 1960-е годы: Во время холодной войны Соединенные Штаты начали ощущать необходимость создания сети связи, устойчивой к ядерным атакам. Сеть ARPANET, финансируемая Министерством обороны США, была разработана для обеспечения обмена данными между взаимосвязанными устройствами. Главной целью было обеспечить возможность продолжения связи даже в случае повреждения частей сети. По этой причине предпочтение было отдано сетевой структуре с коммутацией пакетов. Данные передавались небольшими пакетами. Каждый пакет пересылался по отдельным путям, а затем объединялся в пункте назначения. Для обеспечения этой передачи в этот период начали создаваться первые протоколы, и так появились такие протоколы, как NCP (Network Control Protocol) и X.25. Самой большой проблемой в этот период было отсутствие стандарта и тот факт, что каждая кампания разрабатывала свой собственный протокол.
Переход к современным локальным сетям (1970-е - 80-е годы)
- Ethernet был разработан в Xerox PARC в 1973 году. Ethernet, используемый в тот период, не был современным MAC. Для организации передачи данных между устройствами в основном рассматривалось несколько устройств, и каждое устройство определяло себя как Компьютер А, Компьютер Б. Если вернуться к нашему вопросу и примеру во введении, то можно представить, что 6 друзей с именами Чингис, Дитра, Дбинара, Томрис, Хельги и Ивар образуют топологию Ring-Token. (Сегодня, когда вы устанавливаете операционную систему, она просит вас дать вашему устройству имя. Эта базовая система, по мере развития технологий, используется и сегодня.)
Стандартизация
- 1980-е годы были временем полного хаоса. Каждый разработал или разрабатывал свои собственные сетевые стандарты. В этот период IBM также разработала технологию Token-Ring (мы обсудим ее в следующей записи блога) на основе технологии Ethernet. DARPA также пыталось разработать свой собственный стандарт; но он был очень впечатлен концепцией Ethernet. Сеть ARPANET DARPA была слаба в плане интеграции более крупных сетей и контроля передачи данных. По этой причине была принята модель TCP/IP. В 1983–1984 годах Международная организация по стандартизации (ИСО) разработала модель OSI (позднее описанную) независимо от аппаратного обеспечения и сетевой инфраструктуры. В тот же период Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) анонсировал IEEE 802. Соответственно, был определен набор протоколов для LAN и MAN.
И вот, из десятков творений, заканчивающихся на NET, некоторые из них были скомпилированы и стали стандартами, и так родился Интернет.