Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Между тем ониабсолютно разные. Физический уровень должен иметь дело с характеристикамипередачи информации по медному кабелю, оптическому волокну и по радио, тогда как задачей уровня передачи данных является определение начала и концакадров и передача их с одной стороны на другую с требуемой степенью надежности. Правильная модель должна содержать их как два различных уровня. В модели TCP/IP этого нет.74Примеры сетейГлава 1. ВведениеИ наконец, хотя протоколы IP и TCP были тщательно продуманы и неплохореализованы, многие другие протоколы были созданы несколькими студентами,работавшими над ними, пока это занятие им не наскучило.
Реализации этих протоколов свободно распространялись, в результате чего они получили широкоепризнание, глубоко укоренились, и теперь их трудно заменить на что-либо другое. Некоторые из них в настоящее время оказались серьезным препятствием напути прогресса. Например, протокол виртуального терминала TELNET, созданный еще для механического терминала типа Teletype, работавшего с огромнойскоростью 10 символов в секунду.
Ему ничего не известно о графических интерфейсах пользователя и о мышках. Тем не менее сейчас, 25 лет спустя, он все ещешироко используется.Подытожим сказанное. Несмотря на все недостатки, модель OSI (кроме сеансового уровня и уровня представления) показала себя исключительно полезнойдля теоретических дискуссий о компьютерных сетях. Протоколы OSI, напротив,не получили широкого распространения. Для TCP/IP верно обратное: модельпрактически не существует, тогда как протоколы чрезвычайно популярны. Поскольку ученые-компьютерщики любят получать свою часть пирога, в этой книге мы будем использовать модифицированную модель OSI, но рассматривать будем в основном протоколы TCP/IP и родственные им, а также новые протоколывроде 802, SONET и Bluetooth.
В результате в качестве точки отсчета для всейкниги мы будем использовать гибридную модель, изображенную на рис. 1.20.75личается от Интернета, их даже можно в некотором смысле противопоставить.Мы представим также основную технологию, использующуюся при создании локальных вычислительных сетей, — Ethernet. Наконец, последним примером в этомразделе будет стандарт беспроводных локальных сетей IEEE 802.11ИнтернетДля начала следует еще раз напомнить о том, что Интернет вообще не являетсясетью, это собирательное название разных сетей, использующих определенныеобщие протоколы и предоставляющие определенные сервисы.
Эта система необычна тем, что ее никто специально не планировал и не контролировал. Чтобылучше понять, почему так получилось, мы начнем с самых истоков существования Интернета. В качестве прекрасного пособия по истории Интернета можнопорекомендовать книгу, которую написал Джон Нотон (John Naughton) в 2000 году. Это редкое издание, потому что оно не только легко читается, но и содержитдвадцатистраничный библиографический список параллельных мест и цитат, которые будут полезны людям, всерьез занимающимся историей.
Часть материала,представленного далее, основывается именно на этой книге.ARPANETИстория глобальных сетей началась в конце 50-х годов. В самый разгар холоднойNataHaus.RUвойны Министерство обороны США пожелало иметь сеть, которая могла бы пере-Прикладной уровеньТранспортный уровеньСетевой уровеньУровень передачиданныхФизический уровеньРис. 1.20.
Гибридная эталонная модельПримеры сетейКомпьютерные сети бывают очень разными: большими и маленькими, всемирноизвестными и почти никому не известными. Они преследуют в своей работе разные цели, имеют разные масштабы, используют разные технологии. В этом разделемы рассмотрим несколько примеров, помогающих осознать, насколько многообразен мир сетей. Первым примером будет самая известная сеть сетей, Интернет.Вы узнаете, как она появилась, как эволюционировала и какие технологии приэтом использовались. Затем мы обратимся к технологии ATM, которая часто служит ядром больших (телефонных) сетей.
Технически ATM довольно сильно от-жить даже ядерную войну. В то время все военные телекоммуникации базировались на общественной телефонной сети, которая была сочтена слишком уязвимой. Графически эта уязвимость демонстрируется на рис. 1.21. Здесь чернымиточками обозначены коммутационные станции, с каждой из которых были связаны тысячи абонентов. Эти коммутаторы, в свою очередь, являлись абонентамидля станций более высокого уровня — междугородных.
Междугородные станцииформировали национальные сети. При этом степень резервной избыточности была минимальной. Уязвимость заключалась в том, что потеря всего одного ключевого коммутатора или междугородной станции разделила бы сеть на изолированные участки.Для решения этой проблемы Министерство обороны обратилось к корпорации RAND. Один из ее работников, Пол Бэрен (Paul Baran), разработал проектвысоконадежной распределенной сети (рис. 1.21, б). Поскольку по линиям такойбольшой длины тяжело было бы передать аналоговый сигнал с допустимым уровнем искажений, Бэрен предложил передавать цифровые данные и использоватьтехнологию коммутации пакетов. Им было написано несколько отчетов для Министерства обороны, в которых описывались подробности реализации его идей.Пентагону понравилась предложенная концепция, и компании AT&T (тогдашнему монополисту в США по части телефонных сетей) было поручено разработать прототип.
AT&T сразу же отклонила идеи Бэрена. Конечно, богатейшая икрупнейшая компания не могла позволить какому-то мальчишке указывать ей,как следует строить телефонные сети. Было заявлено, что бэреновскую сеть построить невозможно, и на этом проект был закрыт.76Глава 1. ВведениеПримеры сетейКоммутационнаястанцияМеждугороднаястанцияРис. 1.21.
Структура телефонной сети (а); предложенная Бэреномархитектура распределенной сети (б)Прошло еще несколько лет, но Министерству обороны так и не было предложено никакой замены существующей системе оперативного управления. Чтобыпонять, как развивались события дальше, мы вспомним октябрь 1957 года, когдав СССР был запущен первый в мире искусственный спутник Земли и тем самымосновной соперник США получил преимущество в космосе. Тогда президентЭйзенхауэр задумался о том, кто же допустил такой прокол. И выяснилось, чтоармия, флот и ВВС США только зря проедают деньги, отпущенные Пентагономна научные исследования.
Было немедленно решено создать единую научнуюорганизацию под покровительством Министерства обороны, ARPA (AdvancedResearch Projects Agency, Управление перспективного планирования научно-исследовательских работ). У ARPA не было ни ученых, ни лабораторий. У нее вообще практически ничего не было, за исключением небольшого офиса и скромного (по меркам Пентагона) бюджета. ARPA занималось тем, что выбирало измножества предлагаемых университетами и компаниями проектов наиболее перспективные и организовывало выделение грантов под эти проекты и заключениеконтрактов с этими организациями.Все первые годы своего существования ARPA пыталось определиться с направлением своей деятельности, пока внимание ее директора Ларри Робертса(Larry Roberts) не привлекли компьютерные сети. Он наладил контакты с различными экспертами, пытаясь понять, какие разработки могут представлять наибольший интерес для Министерства обороны.
Один из экспертов, Весли Кларк(Wesley Clark), предложил построить подсеть с коммутацией пакетов, где каждый хост имел бы собственный маршрутизатор, как показано на рис. 1.8.После преодоления собственного скептицизма Роберте все же решился приобрести эту идею и представил некий смутный отчет, касающийся этого, на симпозиуме ACM SIGOPS, посвященном принципам работы операционных систем.77Симпозиум состоялся в Гетлингбурге, штат Теннесси, в конце 1967 года (Roberts, 1967). К большому удивлению Робертса, он услышал доклад, в которомописывалась очень похожая система, причем эта система была не только спроектирована, но и реализована под руководством Дональда Дэвиса (Donald Davis)в Национальной физической лаборатории (NPL) Англии.
Разработанная NPLсеть, конечно, не охватывала всю страну — она вообще соединяла лишь несколько компьютеров на территории организации, но ее реализация доказала, что пакетная коммутация может с успехом применяться на практике. Более того, то,что услышал Роберте, практически цитировало отвергнутую когда-то разработкуБэрена! Директор ARPA уехал из Гетлингбурга с твердым намерением создатьв Америке то, что позднее будет названо ARPANET.Подсеть должна была состоять из специализированных мини-компьютеров,называемых IMP (Interface Message Processor), соединенных линиями связи, передающими информацию со скоростью 56 Кбит/с. Для повышения надежности каждый IMP должен был соединяться как минимум с двумя другими IMP. Подсетьдолжна была быть дейтаграммной, чтобы в случае если какие-либо линии и IMPразрушатся, сообщения могли бы автоматически выбрать альтернативный путь.Каждый узел сети должен был состоять из IMP и хоста, находящихся в однойкомнате и соединенных коротким проводом.
Хост мог пересылать своему IMPсообщения длиной до 8063 бит, которые IMP разбивал на пакеты, как правило,по 1008 бит, и пересылал их далее, независимо друг от друга, к пункту назначения. Пакет пересылался дальше только после того, как он был получен целиком, — таким образом, это была первая электронная коммутирующая пакеты сетьс промежуточным хранением.Затем агентство ARPA предложило тендер на строительство подсети. В тендере участвовали двенадцать компаний. Оценив предложения, агентство ARPAвыбрало BBN, консалтинговую фирму в Кембридже, штат Массачусетс, и в декабре 1968 года подписало с ней контракт на постройку подсети и создание длянее программного обеспечения. BBN решило использовать специально модифицированные мини-компьютеры Honeywell DDP-316 с 12 Кбайт 16-разрядныхслов оперативной памяти в качестве IMP.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
