Будущее беспроводных технологий. Будущее за интернетом вещей и сетевыми технологиями нового поколения

Материал из ПИЭ.Wiki

Современные сетевые технологии способствовали новой технической революции. В США созданию единой сети компьютеров придают такое же значение, что и строительству скоростных автомагистралей в шестидесятые годы. Поэтому компьютерную сеть называют "информационной супермагистралью". Подчеркивая выгоду, которую принесет сеть всем пользователям, в компании Microsoft говорят об информации "на кончиках пальцев".

ВЫСОКОСКОРОСТНЫЕ КАНАЛЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Для передачи информации могут использоваться высокоскоростные каналы Х.25 и ISDN. ISDN (Integrated Services Digital Network - Цифровая сеть с интеграцией услуг) позволяет представителям разных стран организовать видеоконференции и обсуждать интересующие их проблемы без дорогостоящих командировок. Для реализации удаленного доступа в компьютеры вставляют адаптеры цифровой связи и мосты, причем самый медленный адаптер для ISDN работает во много раз быстрее, чем модем. Разработано специальное программное обеспечение, позволяющее Windows 95 и ее браузеру Internet работать с ISDN. Его можно найти и получить бесплатно на сервере World Wide Web no адресу http://www.microsoft.com . В настоящее время в России ведется строительство общенациональной цифровой сети с выходом за рубеж, которая сможет предоставлять услуги связи ISDN и обеспечит дистанционный доступ конечных пользователей к локальным сетям своих предприятий и взаимодействие с компьютерными сетями, в том числе с Internet со скоростью 64 - 128 Кбит/с. К сожалению, реализация ISDN сталкивается с большим количеством трудностей, так как требуется дорогостоящее оборудование и необходима прокладка специальных линий.

ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ

Компьютер, подключенный к сети, называется рабочей станцией (Workstation), компьютер, предоставляющий свои ресурсы - сервером, компьютер, имеющий доступ к совместно используемым ресурсам - клиентом. Несколько компьютеров, расположенных в одном помещении или функционально выполняющих однотипную работу: бухгалтерский или плановый учет, регистрацию поступающей продукции и т.п., подключают друг к другу и объединяют в рабочую группу с тем, чтобы они могли совместно использовать различные ресурсы: программы, документы, принтеры, факс и т.п. Рабочая группа организуется так, чтобы входящие в нее компьютеры содержали все ресурсы, необходимые для нормальной работы. Как правило, в рабочую группу, объединяющую более 10 - 15 компьютеров, включают выделенный сервер - достаточно мощный компьютер, на котором располагаются все совместно используемые каталоги и специальное программное обеспечение для управления доступом ко всей сети или ее части. Группы серверов объединяют в домены. Пользователь домена может зарегистрироваться в сети на любой рабочей станции в этом домене и получить доступ ко всем его ресурсам. Обычно в серверных сетях все совместно используемые принтеры подключены к серверам печати. С точки зрения организации взаимодействия компьютеров, сети делят на одноранговые (Peer-to-Peer Network) и с выделенным сервером (Dedicated Server Network). В одноранговой сети каждый компьютер выполняет равноправную роль. Однако увеличение количества компьютеров в сети и рост объема пересылаемых данных приводит к тому, что пропускная способность сети становится узким местом. Windows 95 рассчитана в первую очередь на работу в одноранговых сетях, для поддержки работы компьютера в качестве клиента других сетей. Windows 95, как и Windows для рабочих групп, может выполнять функции сервера в сети. Обеспечена совместимость со старыми сетевыми драйверами MS-DOS и Windows З.х. Новая операционная система позволяет: совместно использовать жесткие диски, принтеры, факс-платы, организовывать одноранговые локальные вычислительные сети (ЛВС); использовать удаленный доступ и превратить офисный компьютер в вызываемый сервер; поддерживать 16-разрядные сетевые драйвера DOS. Администратор сети может задавать общий дизайн настольной системы, определять, какие операции будут доступны для пользователей сети, и контролировать конфигурацию настольной системы. Сеть, расположенная на сравнительно небольшой территории, называется локальной (LAN - Local Area Network). В последние годы происходит усложнение структуры ЛВС за счет создания гетерогенных сетей, объединяющих разные компьютерные платформы. Возможность проведения видеоконференций и использования мультимедиа увеличивают требования-к программному обеспечению сетей. Современные серверы могут хранить большие двоичные объекты (BLOB), содержащие текстовые, графические, аудио и видеофайлы. В частности, если вам надо получить по сети базу данных отдела кадров, то технология BLOB позволит передать не только анкетные данные: фамилию, имя, отчество, год рождения, но и портреты в цифровой форме. Две технологии использования сервера Различают две технологии использования сервера: технологию файл-сервера и архитектуру клиент-сервер. В первой модели используется файловый сервер, на котором хранится большинство программ и данных. По требованию пользователя ему пересылаются необходимая программа и данные. Обработка информации выполняется на рабочей станции. В системах с архитектурой клиент-сервер обмен данными осуществляется между приложением-клиентом (front-end) и приложением-сервером (back-end). Хранение данных и их обработка производится на мощном сервере, который выполняет также контроль за доступом к ресурсам и данным. Рабочая станция получает только результаты запроса. Разработчики приложений по обработке информации обычно используют эту технологию. Использование больших по объему и сложных приложений привело к развитию многоуровневой, в первую очередь трехуровневой архитектуры с размещением данных на отдельном сервере базы данных (БД). Все обращения к базе данных идут через сервер приложений, где они объединяются. Сокращение количества обращений к БД уменьшает лицензионные отчисления за СУБД. Desktop management interface (DMI) Чтобы упростить установку, защиту и административное управление сетями с помощью унифицированного набора интерфейсов прикладного программирования API и средств дистанционного управления, фирмы Microsoft, IBM, Novell, DEC, HP, Sun и Synoptics разработали стандарт DMI (Desktop Management Interface - интерфейс непосредственного взаимодействия). Стандарт предусматривает возможность дистанционного обновления программ, записанных в ПЗУ, управление группами и отдельными клиентами. Внедрение стандарта сократит стоимость эксплуатации локальных сетей за счет сокращения штата и повышения эффективности его работы.

ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ

Локальная сеть может являться частью глобальной сети, которые получают все большее признание во всем мире. Развитие средств массовой информации и коммуникаций способствует объединению людей, живущих на разных континентах, согласно их интересам. В настоящее время промышленно-развитые страны уделяют большое внимание созданию единой информационной среды. Создание информационной супермагистрали облегчит в будущем общение людей, имеющих общие интересы, но находящихся в разных уголках земного шара. Прообразом такой супермагистрали может служить Internet, предоставляющая услуги миллионам пользователей во всем мире.

ТЕХНОЛОГИИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В INTERNET И INTRANET

В настоящее время одним из приоритетных направлений работы фирм, поставляющих программное обеспечение, является интегрирование локальной сети предприятия интранет (Intranet), в которой происходит основная работа компании, в глобальную сеть с тем, чтобы сотрудники этого предприятия легко могли создавать свои документы в формате HTML (HyperText Markup Language) и ссылаться на другие документы. Организация виртуальных корпоративных сетей, базирующихся на Internet, позволяет связать воедино все филиалы поставщиков и заказчиков, не создавая собственной сетевой инфраструктуры. Интеграция корпоративной сети Intranet и глобальной сети основывается на использовании однотипных методов хранения и представления информации. Файловая система компьютера построена по иерархическому принципу, предусматривающую древовидную структур хранения данных. Web серверы Internet имеют гипертекстовую схему представления данных, предусматривающую создание в документах ссылок на другие документы, в которых содержатся пояснения различных терминов, иллюстрации, аудиофайлы и видеоролики. Стандарт на построение таких документов определяется HTML. Разрабатывается программное обеспечение технологии text-to-speech - перевода текста в голосовое сообщение. В последние годы Microsoft предложила ряд новых технических решений, обеспечивающих работу пользователя в Internet. Совместно с корпорацией Intel Microsoft разрабатывает новый протокол, улучшающий способы передачи аудио и видеоинформации по Internet. Протокол, основанный на спецификациях ITL) и инженерной группы Internet (IETF), будет включать следующие протоколы: Т. 120 для документоконференций, Н.323 для аудио и видеоконференций, RTP/RTCP и RSVP на управление телеконференциями в Internet. Следует отметить, что ряд телефонных компаний группы Bell (RBOC) направили в федеральную комиссию по телекоммуникациям (FCC) протест на использование аудиотехнологий в Internet.

Значение Интернет.

Стало привычным, что в сфере информационных технологий инновационный процесс происходит небывало высокими темпами. "Если бы с 1971 г. автомобилестроение развивалось столь же стремительно, как микропроцессорная техника, то автомобиль сегодняшнего дня уже мчался бы со скоростью 480 тыс. км/ час и потреблял при этом 1 л топлива на 335 тыс. км пробега" - так образно сравнили темпы научно- технического прогресса в двух ведущих отраслях промышленности США специалисты фирмы "Intel", мирового лидера в области микроэлектроники. Для полноты картины можно добавить, что и стоил бы этот автомобиль всего 75 центов! На этом фоне заметно выделяются темпы, с которыми в течение последних трех лет формируется транснациональная сеть Интернет. Специализированные издания уже назвали ее "Сетью сетей", а популярный журнал делового мира "Бизнес уик" определил ближайшее будущее как "эпоху Интернета". Интернет открывает новый способ людского общения, который можно назвать горизонтальным. До его появления общение и распространение информации было. В основном, вертикальным: автор пишет книгу - читатели ее читают. Радио и телевидение что- то передают - зрители, и слушатели это слушают и смотрят. Газета печатает новости - подписчики их читают. Обратная связь почти отсутствовала, хотя потребность в ней была исключительно высока. Об этом свидетельствуют письма в газеты, заявки и отклики на радио и теле станции и т. д. Обмен же информацией между самими читателями конкретной книги, слушателями конкретной передачи был практически неосуществим. Интернет обеспечивает распространение информации для практически неограниченного круга потребителей, причем они без всякого труда могут включиться в обсуждение. Дает Интернет уникальные возможности и для вертикального информационного общения: между властью и гражданами, для обратной связи последних с первыми. За широким внедрением Интернет в нашу жизнь не стоит никакая организация, Всемирная Сеть как явления развивается самостоятельно, двигателем Интернет является все человечество. Главная идея Интернет - свободное распространение информации и установление связей между людьми. Это наиболее эффективный путь преодоления расовых, религиозных, и идеологических барьеров между людьми, странами, народами. Интернет - одно из самых значительных демократических достижений технологического процесса. С его появлением информация становится потенциальным достоянием большинства жителей планеты. Все глобальные коммуникации, связанные с телеграфом, телефоном, радио, телевидением и компьютерной техникой, ныне интегрируются в единое целое - Интернет. Речь идет о механизме распространения информации, объединения людей и их взаимодействия вне зависимости от расстояния, временных, государственных и многих других границ.

История Интернет в России

Историю российского Интернет отсчитывают с начала 80х, когда Курчатовский институт первым в нашей стране получил доступ к мировым сетям. Интернет в России, как и во всем мире, все больше становится элементом жизни общества, разумеется, все больше делаясь на это общество похожим. Сейчас в Интернет можно попасть с 300-400 тыс. компьютеров России и СНГ, и число их постоянно растет. При благоприятных условиях русская аудитория может оказаться значительно больше, например, немецкой. В России уже представлено большинство разновидностей Интернет-сервисов. Некоторые (службы новостей, например,) уже освоены и почти не уступают американским. Самые заслуженные Web-серверы России уже могут похвастаться несколькими сотнями тысяч постоянных читателей. Это неплохо по сравнению, например, с деловой бумажной прессой. А если сравнить качественные показатели аудитории Интернет и телеаудитории, то предпочтение во многих случаях может быть отдано первой. Российская аудитория Интернет, если не считать количества и абсолютного уровня доходов, по остальным параметрам практически не отличается от американской. Типичные пользователи Web-сервисов относятся к активному в социальном и экономическом отношении слою населения, склонны к поиску новых возможностей для развития личности и бизнеса, а также в целом позитивно относятся к проводимым в России реформам. В своем развитии российский Интернет, в общем, повторяет этапы развития мировой сети. За два последних года мы совершили скачок к почти 2500 новых серверов. Зайдите в Yahoo,- один из самых популярных каталогов Интернет. В разделе регионы (страны) напротив каждого пункта стоит число- это количество ссылок. И вы убедитесь, как выглядит российский раздел. Скорость роста близка к лучшим показателям в мире, хотя и сдерживается в какой- то мере проблемами связи и относительной дороговизной графика в отечественных сетях Интернет. Если говорить об уровне информационного заполнения русского Интернета, то он, конечно, мог бы быть значительно выше. Интернет - визитная карточка страны. Русский Интернет должен объединять всех русскоязычных пользователей, быть хранителем и распространителем нашей культуры и нашего языка. Необходимо повышать комфортность информационного пространства, в котором мы живем одну из составляющих общего уровня человеческой жизни. К основным проблемам российских пользователей можно отнести в первую очередь: а. отсутствие единого стандарта, (которого, видимо, никогда не будет до тех пор, пока Россия не станет ведущей мировой державой в области компьютерных технологий), на кодировку символов кириллицы, что приводит к несовместимости программ. В результате, те, кто распространяет в Интернет текстовую информацию на русском языке, должны представлять ее в нескольких кодировках, как правило, трех или четырех, для основных операционных систем: MS Windows, UNIX (KOI-8, OS/2, MacOS), что означает увеличение трудовых затрат на подготовку документов. В противном случае, пользователь, даже получив доступ к информации, не сможет ею воспользоваться. Ь. отсутствие в России, развитых систем телекоммуникации и низкое качество телекоммуникационных услуг. Стоимость доступа к Интернет по коммутируемым телефонным линиям при скорости 14400-28800 bps в Москве в среднем составляет 3-5 долларов в час. В США - 1 доллар в час и меньше (при несравнимом качестве). Высокоскоростное и качественное соединение, позволяющее использовать весь потенциал Интернет российскому пользователю обойдется в десятки, а иногда и сотни раз дороже, чем его американскому коллеге.

Работа приложения в Internet

Приложения, работающие в Internet, строятся на базе технологии Java, которая включает себя язык программирования Java, виртуальную машину Java и Web-броузеры, выполняющие приложения Java. Язык Java лучше всего подходит для работы с HTML-страницами. Он позволяет не ограничиваться простым просмотром Web-страниц, а дает возможность организовать взаимодействие интерактивных программ с пользователем. Технологическое расширение Java - Java DataBase Connectivity (JDBC), предназначенное для интрасетей, позволяет Java-приложению обращаться непосредственно к серверу, который может быть расположен в локальной сети. Разработана концепция Cascade Style Sheets (CSS), определяющая стили, используемые при разработке HTML-страниц, их частей и отдельных элементов. С ней можно ознакомиться по адресу http//www.w3org/pub/WWW/TR/WD-style. ActiveX Технология ActiveX это следующий шаг в развитии OLE, предназначенная для создания интерактивных приложений для Internet и внутренних сетей. Она поддерживает приложения на языке Java и OLE-компоненты. ActiveX базируется на СОМ (Component Object Model) и позволяет администраторам страниц при оформлении документов использовать звуковые и видеоэффекты. Управляющие элементы ActiveX обеспечивают Windows-приложения функциями взаимодействия с Web. Модель распределенных объектов (Distributed Component Object, DCOM) дает возможность разработчикам создавать компоненты приложений, взаимодействующих друг с другом по Internet. ActiveX с интегрируемым модулем (plug-in) используется в Internet Explorer 3.0. Кодировка символов в Internet Для кодировки символов кириллицы в Internet используются в основном четыре кодировки: КОИ8 (KOI8) - используется в основном на компьютерах с ОС UNIX, но не поддерживается Windows. Для решения этой проблемы рекомендуется устанавливать дополнительные КОИ-шрифты и специальные драйверы клавиатуры типа Cyrwin. СР-1251 - применяется Microsoft на Windows, получила широкое распространение на PC IBM-совместимых компьютерах. СР-866 - применяется в основном на компьютерах с ОС MS-DOS. ISO-8859-5 - применяется для UNIX-совместимых систем. На большинстве серверов находят применение первые.две кодировки. Проблема поддержки кириллицы в Internet объясняется тем, что коды русских букв в операционных системах UNIX и Windows не совпадают. Трудности, возникающие при кодировке на КОИ8 подробно рассматриваются на WWW-странице по адресу: http://www.nagural.ru/~ache/koi8.html .

ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА

Объединение компьютеров в сеть позволило по новому организовать документооборот как в маленьких фирмах, так и в больших организациях. Отпала необходимость печатать на бумаге документы, над которыми работает коллектив пользователей. С помощью соответствующего программного обеспечения коллектив пользователей может совместно составлять документы, презентации и базы данных передавать их по электронной почте другим участникам проекта, которые могут работать в этом же здании или в другом городе, для дополнения и редактирования. Поочередная рассылка позволяет указать порядок прохождения сообщения между участниками проекта после его дополнения и редактирования. Такой метод коллективной работы над документом экономит значительную часть рабочего времени, так как не надо тратить время на личные встречи для совместной работы. Современное предприятие невозможно представить без совместного использования данных и развитых средств гарантированной защиты информации. Протоколы, используемые электронной почтой К числу самых популярных протоколов, используемых в Internet для приема электронной почты относится протокол передачи электронных сообщений Simple Mail Transfer Protocol, SMPT и приема Post Office Protocol, POP. ПОДДЕРЖКА СЕТЕВЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ Microsoft стремится сделать Windows наиболее подходящей платформой для телекоммуникаций и доступа к Internet. Windows 95 содержит большое количество драйверов сетевых карт и инструментов, предназначенных для управления сетью. Единый интерфейс пользователя практически не зависит от типа поддерживаемой сети. Для работы с различными сетями необходимо, чтобы операционная система поддерживала их протоколы, т.е. набор правил (язык общения компьютеров), используемых при передаче информации. Сетевой протокол определяет методы маршрутизации, способы адресации и т.п. Windows 95 имеет встроенную поддержку распространенных сетевых операционных систем: Windows NT Advanced Server фирмы Microsoft, Novell NetWare, LAN Manager, LAN Manager for UNIX, LANServer компании IBM, 3+Open и 3+Share компании 3Com, VINES фирмы"Banyan, Pathworks фирмы Digital. Операционная система позволяет работать в составе неоднородной сети и обеспечивает поддержку значительной части 32-разрядных популярных сетевых протоколов: TCP/IP, IPX/SPX и NetBEUI и драйверы ND1S 2.х, З.х или ODI. Протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) используют при работе с глобальными сетями типа Internet и в сетях Microsoft. Протокол IPX дает возможность подключиться к файл-серверам NetWare. В Windows 95 включена поддержка протоколов сетей различных типов: РРР (Poinl-to-Point Protocol). Serial Line Internet Protocol, NRN (NetWare Remote Node) и нового сетевого протокола Point-to-Point Tunneling Protocol (РРТР), разработанного Microsoft совместно с компанией 3Com. Протокол позволяет создавать виртуальные частные сети (VPN) по коммутируемым линиям и пересылать защищенные сетевые пакеты по Internet. РРТР используется при организации "тоннеля" во время связи удаленных пользователей со своими корпоративными сетями по Internet. Отпадает необходимость в соща-пии предприятиями собственной глобальной сетевой инфраструктуры, чтобы избежать утечки информации. Гарантированная защита информации обеспечивается хорошо зарекомендовавшими себя и проверенными средствами аутентификации и шифрования, встроенными в Windows NT Remote Access Service. Недостаток Windows 95 состоит в том, что коммутируемый сервер под управлением этой операционной системы устанавливает только одно соединение в каждый момент времени. Для обеспечения более высокой производительность и гибкости в качестве сервера удаленного доступа рекомендуется использовать Windows NT, которая обеспечивает до 256 одновременных соединений и параллельную маршрутизацию.

Интернет вещей (от англ. Internet of Things или сокращ. IoT) представляет собой систему окружающих вас устройств, подключенных к друг другу и к сети Интернет. На сегодняшний момент эта отрасль стремительно развивается революционными скачками. Такой технический прогресс в эволюции человечества сравним разве что с изобретением парового двигателя или последующей индустриализацией электричества. К этому дню цифровая трансформация полностью видоизменяет самые различные отрасли в экономической области и трансформирует наше привычное окружение. При этом, как очень часто бывает в таких случаях, будучи в начале пути, окончательный эффект всех превращений трудно спрогнозировать.

Процесс, который уже запущен, скорее всего, не может быть равномерным и на данном этапе некоторые рыночные отрасли, оказываются, в большей степени готовы к изменениям, чем некоторые другие. К первым отраслям следует отнести потребительскую электронику, транспортные средства, логистику, финансовый и банковский сектор; ко вторым можно отнести сельское хозяйство и.т.п. Хотя стоит отметить, что и в этом направлении разработаны успешные пилотные проекты, которые впоследствии обещают принести довольно значимые результаты.

Проект под названием TracoVino, является одной из первых попыток внедрить интернет вещей в знаменитой долине Мозеля, которая к тому же носит звание старейшего винодельческого региона в современной Германии. В основе решения заложена облачная платформа, которая будет автоматизировать все процессы в винограднике, начиная от выращивания продукта до его окончательно бутилирования. Информация, необходимая для принятия решений, будет поступать в электронную систему от нескольких типов датчиков. Кроме определения температуры, влажности почвы и наблюдения за окружающей средой, датчики смогут определять количество полученной солнечной радиации, кислотность земли и содержание в ней различных биогенных веществ. Что это может дать в конце? А то, что компания не только позволит виноделам получать общую картину о состоянии их виноградника, но и анализировать его некоторые области. В конечном счёте, это предоставит возможность людям заблаговременно выявлять проблемы, получать полезную информацию о возможном заражении и даже получить прогноз о возможном качестве и общем количестве вина. Виноделы смогут заключать с бизнес партнёрами форвардные контракты.

Какие ещё области можно подсоединить к такой инновации?

К наиболее развитым сценариям использования IoT, нужно конечно отнести «умные города». Согласно изученным данным, которые были получены от различных компаний, таких как Beecham Research, Pike Research, iSupply Telematics, а также министерства транспорта США, на сегодняшний момент в рамках реализации данных проектов по всему миру насчитывается порядка миллиарда технических устройств, которые отвечают за те или иные функции в системах снабжения водой, управления городским транспортом, общественным здравоохранением и безопасностью. Сюда следует отнести умные парковки, которые оптимизируют использование стояночных мест, интеллектуальные системы водоснабжения, которые мониторят качество потребляемой жителями города воды, умные автотранспортные остановки, которые позволяют получить детальные сведения о времени ожидания нужного транспорта и многое другое.

В промышленной сфере уже работают сотни миллионов устройств, которые готовы к подключению. Среди таких систем можно выделить системы умного технического обслуживания и ремонта, логистического учёта и безопасности, интеллектуальные насосы, компрессоры и клапаны. Огромное количество разнообразных устройств уже давно задействовано в энергетической сфере и системе ЖКХ - это многочисленные счётчики, элементы автоматики распределительных сетей, оборудование для потребительских нужд, электрозарядная инфраструктура, а также техническое обеспечение для возобновляемых и распределяемых источников питания. В медицинской области к интернету вещей на данный момент подключаются и будут у будущем подключены диагностические средства, мобильные лаборатории, имплантаты различных направлений, технические устройства для расширения телемедицины.

Перспективы количества подключенных устройств к интернету в будущем

По различным наблюдениям в ближайшем будущем количество технических подключений будет соразмерно увеличиваться и составит рост в 25% каждый год. А вообще к 2021 году в мире будет насчитываться порядка 28 миллиардов подключённых гаджетов и устройств. Из всей этой суммы всего лишь 13 миллиардов будет приходиться на привычные потребительские девайсы, такие как телефоны, планшеты, ноутбуки и компьютеры. А остальные 15 миллиардов устройств будут представлены пользовательскими и промышленными устройствами. Сюда можно отнести различные датчики, терминалы для продаж, автомашины, табло и т.п.

Несмотря на то, что приведённые выше данные из ближайшего будущего поражают умственное воображение, всё же и они не являются окончательной цифрой. Интернет вещей будет внедряться с каждым разом всё активнее и активнее, и чем дальше, тем больше устройств (простых или сложных) придётся подключить. По мере того, как развиваются человеческие технологии, а особенно под влиянием запуска инновационных сетей 5G после 2020 года, общий прирост подключённой техники будет шагать стремительными темпами и очень быстро достигнет цифры в 50 млрд.

Массовый характер подключений к сети, а также многочисленные сценарии использования, диктуют новые требования к технологии IoT по самому широкому диапазону. Скорость передачи информации, всякого рода задержки, а также надёжность (гарантированность) передачи данных определяются особенностями конкретного применения. Но, несмотря на это есть ряд общих целевых показателей, которые заставляют нас отдельно смотреть на сетевые технологии для IoT и их отличия от привычных всем сетей телефонной связи.

Наипервейшей задачей является стоимость реализации сетевой технологии. Ведь в конечном устройстве она должна быть существенно меньше существующих на сегодняшний момент модулей GSM/WCDMA/LTE, которые используются при производстве телефонов и модемов. Одна из причин, которая сдерживает массовое внедрение подключённых устройств - это слишком высокая финансовая составляющая самого чипсета, реализующего полный стек сетевых технологий, куда включена передача голоса и многие иные функции, которые не являются столь необходимыми в большинстве доступных сценариев.

Главные требования к новым системам

Связанное с этим вопросом, но формулируемое отдельным требование - это низкие затраты на энергоресурсы и как можно более длительное время автономной работы. Большое количество сценариев в области применения интернета вещей предусматривают автономную работу подключённых устройств от встроенных в них элементов питания. Упрощение сетевых модулей и энергоэффективная модель позволят достичь автономной работы, которая будет рассчитана до 10 лет, при обшей ёмкости элемента питания в 5 Вт*ч. Таких цифр, в частности, можно будет достичь благодаря уменьшению объёма передаваемой информации при использовании длительных периодов «молчания», в течение которых, гаджет не будет получать и не передавать сведения. Таким образом он практически будет потреблять малое количество электроэнергии. Правда стоит отметить, что реализация конкретных механизмов, конечно, отличается в зависимости от того, к какой технологии его будут применять.

Покрытие сети - это ещё одна характеристика, которую следует досконально изучить и рассмотреть. На сегодняшний момент покрытие мобильной сети в достаточном объёме передаёт устойчивую передачу данных в населённые пункты, в том числе и внутрь зданий. Но в то же время, подключённые устройства могут быть и там, где массового скопления людей большую часть времени попросту нет. Сюда можно отнести отдалённые труднодоступные районы, огромные железнодорожные перегоны, поверхность обширных морей и океанов, земляные подвалы, изолированные бетонные и металлические короба, шахты лифта, железные контейнеры и т.д. Целевым ориентиром разрешения этой проблемы, по мнению большинства людей задействованных на IoT рынке, является улучшение бюджета линии на 20 dB по отношению к традиционным сетям GSM, которые пока являются лидерами по покрытию среди мобильных технологий на сегодня.

Для интернета вещей выдвигаются повышенные требования к стандартам связи

Различные сценарии применения интернета вещей в различных сферах деятельности предполагают совершенно разноплановые требования к связи. И здесь вопрос стоит не только в возможностях быстрого масштабирования сети в плане числа требующих подключения устройств. Например, видно, что в вышеупомянутом примере «умного виноградника» применяется большое количество достаточно несложных датчиков, а ведь на промышленных предприятиях уже будут подключены довольно сложные агрегаты, которые выполняют самостоятельные действия, а не просто фиксируют определённые сведения, возникающие в окружающей среде. Также можно упомянуть и медицинскую область применения, в частности техническое оборудование для телемедицины. Применение данных комплексов, работой которых является проведение дистанционной диагностики, мониторинг за сложными врачебными манипуляциями и удалённым обучением с использованием видеоконтента как связи в режиме реального времени, несомненно, в будущем будет предъявлять всё более и более новые требования в плане обрывов сигнала, передачи сведений, а также надёжности и безопасности связи.

Технологии интернета вещей обязаны быть предельно гибкими, дабы обеспечивать многообразный набор сетевых характеристик в зависимости от сферы применения, приоритезации десятков и сотен различных видов сетевого трафика и правильное распределение ресурсов сети для обеспечения экономической эффективности. Огромное количество подключённой техники, десятки различных сценариев применения, гибкое управление и контроль - вот, всё то, что обязано быть реализовано в рамках общей сети.

Текущему решению поставленных задач уже посвящены долгие наработки и разработанные сценарии последних лет в сфере беспроводной передачи информации. Это связанно как со стремлением внедрить уже имеющиеся сетевые архитектуры и протоколы, так и для создания инновационных системных решений буквально с самого начала. С одной стороны очень чётко прослеживаются так называемые «капиллярные решения», которые сравнительно неплохо решают задачи IoT коммуникаций в рамках одного здания или территории с ограниченным потенциалом. К этим решениям можно отнести такие популярные сегодня сети как Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave, Zigbee и их иные цифровые аналоги.

С другой стороны - нынешние мобильные технологии, которые со всей очевидностью располагаются вне конкуренции с точки зрения обеспечения сетевого покрытия и масштабируемости хорошо управляемой инфраструктуры. Как говорится в исследовательском докладе Ericsson Mobility Report, общее покрытие GSM сети составляет на сегодня порядка 90% заселённой территории планеты, сети WCDMA и LTE покрывают 65% и 40% непосредственно при активном строительстве новых сетей. Шаги, предпринятые в рамках развития стандартов мобильной связи, в частности спецификации 3GPP Release 13 направлены как раз на достижение целевых для IoT показателей при сохранении преимуществ использования глобальной экосистемы. Усовершенствование данных технологий в будущем, станет прочным фундаментом грядущих модификаций стандартов мобильной связи, куда помимо прочего и входят стандарты сетей пятого поколения (5G).

Альтернативные разработки низкой мощности для нелицензируемого частотного спектра, в большинстве своём, направлены на более специализированное применение. К тому же необходимость разработки новой инфраструктуры и закрытость технологий прямо влияют на распространение подобных мировых сетей.

Интернет-технологии будущего. Топ-3 самых необычных способов передачи информации

Куда будет двигаться научный прогресс, что будет с мировым телекоммуникационным рынком в дальнейшем, какие технологии станут доступными рядовым Интернет-пользователям, насколько могут увеличиться скорости Интернет-доступа в ближайшие 5-10 лет? Мы попытаемся ответить на эти и другие вопросы об Интернет-технологиях будущего. Представляем вам наш рейтинг топ-3 самых необычных способов передачи информации. На сегодняшний день это экспериментальные разработки, но через несколько лет они могут плотно войти в нашу повседневную жизнь.

3. На третьем месте самая быстрая в мире беспроводная технология передачи данных – при помощи световых вихрей . Ее изобрели и впервые использовали в 2011-2012 гг. ученые из университета Южной Калифорнии, Тель-Авивского университета и Лаборатории НАСА по изучению реактивного движения. Данная технология позволяет ускорить беспроводную передачу информации до 2,5 Тбит/с (примерно 320 Гбайт/с).

Суть технологии: каналом передачи данных выступают электромагнитные волны, которые закручивают в вихри строго определенной формы. При этом в пределах одной волны может быть сколько угодно информационных потоков. Таким образом, можно передавать огромные массивы данных на сверхвысоких скоростях. Такие «световые вихри» используют угловой орбитальный момент (Orbital Angular Momentum, OAM), что на порядок серьезнее и технологичнее, чем использующийся в современных протоколах передачи данных сетей Wi-Fi и LTE угловой спин-момент (spin angular momentum, SAM). Ученые в процессе тестирования технологии применили единый световой луч, состоящий из 8-ми отдельных лучей с разными значениями OAM-момента.

Применение: пока что в построении беспроводных сетей эта технология не может быть использована, но зато она отлично подходит для оптоволоконных сетей. Последние как раз подходят к своим физическим ограничениям – дальше значительно увеличивать скорость и объемы передачи данных просто некуда, – поэтому технология световых вихрей может стать новой ступенью в развитии волоконно-оптического Интернет-соединения.

Недостатки: данная технология находится пока на начальном этапе развития, поэтому передавать данные посредством световых вихрей можно лишь на очень небольшое расстояние. Ученые смогли стабильно передавать информацию только на расстояние в 1 метр.

2. Вторую позицию заняла самая мощная в мире беспроводная технология передачи данных – нейтринные лучи можно использовать для передачи сигнала сквозь любые предметы. Частицы нейтрино могут проходить через любые преграды, не взаимодействуя с материалом. Так, ученым из университета Рочестера удалось передать сообщение через 240-метровую каменную глыбу, чего не может ни одна из ныне доступных беспроводных технологий. Если нейтринные лучи начнут использовать на практике, то сигналу не нужно будет огибать Землю, а можно будет просто проходить сквозь нее. Это значительно упростило бы Интернет-соединение между материками и другими удаленными друг от друга точками.

Суть технологии: данные передаются беспроводным путем, при помощи нейтринных лучей. При этом частицы нейтрино разгоняют до скорости света (или что-то около того), и они проходят через любой материал, не взаимодействуя с ним.

Применение: в будущем, если технология получит развитие, нейтринные лучи можно будет использовать для передачи информации на сверхдальние расстояния и в труднодоступные места. Сегодня все беспроводные технологии требуют прямую видимость между передатчиком и приемником сигнала, а это не всегда возможно. Вот почему нейтринная технология столь интересна и полезна для телеком-рынка.

Недостатки: в настоящий момент оборудование для передачи данных посредством нейтринных лучей очень дорогое и громоздкое (но то же самое мы говорили о мобильных телефонах и компьютерах еще 10-15 лет назад). Для этой технологии передачи информации нужен мощный ускоритель частиц, которых в мире всего несколько. Ученые, которые изучают передачу данных через нейтринные лучи, используют ускоритель частиц Fermilab (4 км в диаметре) и детектор частиц MINERvA (вес составляет 5 т).

1. Лидером в рейтинге стала технология RedTacton , которая использует самый биологический канал передачи данных – кожу человека . Бывало ли с вами такое, что вы смотрели фильм про шпионов с их высокотехнологичными штучками и тоже хотели одним прикосновением руки получать информацию на свой телефон, обмениваться электронными визитками и любыми другими данными при помощи рукопожатия или распечатывать документы, просто проведя рукой по принтеру? Все это и еще многое другое может стать реальностью, если технология RedTacton получит развитие.

Суть технологии: технология построена на том, что каждый человек обладает электромагнитным полем, а его кожа может выступать каналом передачи сигнала между несколькими электронными устройствами. В основе технологии лежит использование электрооптических кристаллов, свойства которых изменяются под действием электромагнитного поля человека. А уже с кристаллов при помощи лазера считываются изменения и переводятся в удобоваримый формат.

Причем система RedTacton может работать не только в обычных условиях, но и под водой, в вакууме, в космосе.

Применение: сегодня нам приходится часто пользоваться разными кабелями, переходниками и проч. для того, чтобы, например, подключить телефон к ноутбуку или принтер к ПК. Если технология RedTacton будет развиваться, то вскоре все эти провода станут ненужными. Достаточно будет взять в одну руку один гаджет, а другой рукой касаться второго устройства. И соединение между ними произойдет через наш кожный покров. Уже сегодня большинство смартфонов оснащены экранами, которые работают от электромагнитных импульсов на кончиках наших пальцев.

И это только первые шаги в популяризации данной технологии. Она может применяться в медицине (все ваши медицинские данные можно записать на специальный чип, который предупредит врача об аллергиях и непереносимости того или иного препарата после прикосновения к вам), вооруженных силах (можно сделать оружие, которое среагирует только на руки владельца, и ваши дети никогда не смогут навредить себе, если найдут дома ваш пистолет или охотничье ружье), в быту (ключи к входной двери больше не нужны, можно просто прикоснуться к замку и он сработает от электромагнитного импульса), на производстве (на заводах могут быть установлены датчики, которые предупредят вас об опасных зонах и поломках, вы сможете быстро уладить неисправность, просто прикоснувшись к прибору) и мн. др.

Недостатки: технология пока не изучена достаточно, чтобы точно сказать, что она является абсолютно безвредной для организма человека. Внедрять RedTacton в массы можно будет только после того, как будет проведено множество опытов и исследований. Опасности, прежде всего, могут подвергаться люди с повышенной чувствительностью и некоторыми медицинскими проблемами (особенно с сердечными заболеваниями). Кроме того, вездесущие хакеры через какое-то время найдут способ воровать данные людей или запускать компьютерные вирусы, прикасаясь к ним в транспорте или на улице. Но основной проблемой этой технологии может стать психология людей – многие сегодня боятся компьютеров, Wi-Fi сетей и микроволновых печей, а можете себе представить, что с ними будет, если их собственное тело станет передатчиком информации?

Наука и технологии движутся вперед. А Интернет-технологии развиваются едва ли не быстрее всех остальных. Каждый год ученые изобретают все новые способы обмениваться информацией, общаться на расстоянии, собирать, хранить и передавать различные данные. Пройдет еще десяток лет, и мы будем пользоваться каждый день теми устройствами и возможностями, о которых сегодня можем только мечтать. И наш рейтинг топ-3 наиболее необычных способов передавать информацию, возможно, немного приоткрыл для вас завесу будущего.

(Центр Прикладных Исследований Компьютерных Сетей)

ЦПИКС - исследовательский проект по созданию технологий и продуктов для компьютерных сетей нового поколения в России. Мы развиваем и внедряем новейшие и перспективные технологии в области компьютерных сетей и интернета, демонстрируем и проверяем эффективность этих технологий на задачах промышленности и бизнеса. Резидент ИТ-кластера инновационного Фонда «Сколково».

Тенденции развития компьютерных сетей и Интернета

Материал подготовлен специально для журнала Skolkovo Review

Сегодня невозможно представить нашу жизнь без Интернета и информационных технологий. Они прочно вошли в нашу жизнь, значительно упростив ее. С развитием информационных технологий нам становятся доступны новые инструменты, которые делают привычные нам процессы быстрее, удобнее, и дешевле. Однако, те изменения, которые мы сейчас видим – это только верхушка айсберга. Сетевые технологии находятся лишь в начале пути своего роста и по-настоящему большие инновации ждут нас впереди. Итак, какую эволюцию на ближайшие десятилетия можно прогнозировать уже сегодня, видя, в каком направлении идет развитие компьютерных сетей и Интернета?
1. Будет расти охват аудитории, Интернет появится в самых отдаленных местах планеты. К концу 2012 г. число пользователей Интернет по всему миру достигло 2,4 миллиард пользователей по всему миру. К 2020 г. по прогнозам Национального Научного Фонда США число пользователей Интернет возрастет до 5 млрд. Интернет станет более распределен географически. Самый большой прирост пользователей в ближайшие 10 лет будет происходить за счет жителей развивающихся стран в Африке (сейчас используют не более 7 %), Азии (около 19%) и Среднего Востока (Middle East) (около 28 %). Для сравнение в настоящее время более 72 % жителей Северной Америки используют Интернет. Этот тренд означает, что Интернет к 2020 году не только достигнет отдаленных мест по всему миру, но и будет поддерживать гораздо больше языков и не только привычную нам кодировочную систему ASCII . Российских пользователей Интернет, по данным Минкомсвязи РФ, на начало 2012 года было 70 млн. чел. По этому показателю Россия вышла на первое место в Европе и на шестое место в мире. Согласно результатам исследования агентства РБК.research , уровень проникновения Интернета в России в 2018 году превысит отметку в 80%.
2. В информационных технологиях начинается эпоха программного обеспечения. Сейчас мы переживаем этап интеллектуализации «железа», когда программное обеспечение становится важнее самого оборудования. Индустрия ПО будет расти большими темпами: в 2010г. ежегодный темп роста софта был не менее 6%, 2015 г. объемы рынка достигнут $365 млрд, четверть из которых приходится на рынок бизнес-приложений. Рынок «железа» будет сокращаться : объем рынка в 2013 г. составил $608 млрд, темп роста с 2008 по 2013 отрицательный -0,7%. До 2018 г. прогнозируется рост на 2,1 % преимущественно за счет роста рынка ПК (он будет расти на 7,5%) и периферийных устройств (принтеры, сканеры и т.д.). ХХI век – это век беспроводных технологий. Только за 2009 г. число абонентов мобильной широкополосной связи (3G, WiMAX и другие технологии высокоскоростной передачи данных) увеличилось на 85 %. К 2014 г. прогнозируют, что 2,5 млрд людей по всему миру будут использовать мобильный широкополосный доступ.
3. Увеличивается скорость передачи данных и пропускная способность. На сегодняшний день скорость передачи данных в хороших компьютерах - 40 Гбит/сек. Для примера, 4 тома романа «Война и Мир» Л.Толстого - это порядка 40 Мбит, т.е. в 1000 раз меньше! Передать эти 4 тома можно менее, чем за 1 микросекунду. Но, в ближайшем будущем можно будет передавать данные со скоростью света. Уже сегодня есть технология WiGik, которая позволяет на расстоянии нескольких километров передавать информацию со скорость 7 ГБит /сек. методом кодирования информации на физическом уровне. Так же и с пропускной способностью. Согласно данным компании Cisco, сегодня одновременно в Skype работает свыше 35 млн. пользователей, в Facebook - свыше 200 млн, каждую минуту на YouTube загружают 72 часа видео. Эксперты прогнозируют, что к 2015 г. количество устройств в сети будет в два раза выше, чем население планеты. К 2014 году около 80% этого трафика будет составлять видео трафик. Изображения и видео файлы, обмен которыми постоянно происходит во «всемирной паутине», требуют более высокой пропускной способности. И технологии будут развиваться в этом направлении. Пользователи будут общаться, и обмениваться информацией посредством видео и голоса в режиме реального времени. Все больше и больше появляется сетевых приложений, требующих взаимодействия в рольном времени.
4. Семантический WEB. Мы правомерно движемся в сторону «семантического интернета», в котором информации придается точно определенный смысл, что позволяет компьютерам «понимать» и обрабатывать ее на семантическом уровне. Сегодня компьютеры работают на синтаксическом уровне, на уровне знаков, они считывают и обрабатывают информацию по внешним признакам. Термин «семантическая паутина» был впервые введён сэром Тимом Бернерсом-Ли (один из изобретателей Всемирной паутины) в журнале «Scientific American ». Семантический WEB позволит находить информацию по поиску: «Найти информацию о животных, использующих звуковую локацию, но не являющихся ни летучей мышью ни дельфином», например.
5. Новые объекты передачи. Благодаря развитию новых технологий можно будет передавать через компьютерные сети то, что раньше казалось невозможным. Например – запах. Машина анализирует молекулярный состав воздуха в одной точке и передает эти данные по сети. В другой точке сети этот молекулярный состав, т.е. запах синтезируется. Прототип подобного устройства уже выпустила американская компания Mint Foundry, называется она Olly, пока не поступила в свободную продажу. Однако, скоро мы сможем увидеть воплощение этих возможностей в повседневной жизни.
6. Интернет станет сетью вещей, а не только компьютеров. Сегодня в сети Интернет насчитывается уже свыще 700 миллионов компьютеров (по данным CIA World Factbook 2012). Каждый год у пользователя увеличивается число устройств, который выходят в сеть: компьютеры, телефоны, планшеты и т.д. Уже сегодня кол-во IP-адресов превышает количество населения Земли (IP-адреса нужны для работы бытовых приборов). С новой архитектурой компьютерных сетей наступит эра «интернета-вещей». Вещи и предметы будут взаимодействовать через сети, это откроет большие возможности для всех сфер жизнедеятельности человека. Одна из ближайших разработок – это «умная пыль» - датчики, разбросанные на большой территории, собирающие информацию. Национальный Научный Фонд США прогнозирует, что около миллиардов датчиков на зданиях, мостах, дорогах будут подключены к Интернет для таких целей, как мониторинг использования электричества, для обеспечения безопасности и т.д. В целом ожидается, что к 2020 г. количество интернет-подключенных датчиков будет на порядок больше, чем количество пользователей. В продолжение данной мысли можно привести размышления Винтона Грэя Сёрфа (американский ученый-математик, считается одним из изобретателей протокола TCP/IP, вице-президент компании Google): «Предположим, что все продукты, которые вы кладете в холодильник, снабжены специальным штрих-кодом или микрочипом так, чтобы холодильник фиксировал все, что вы поместили в него. В таком случае, находясь в университете или на работе, вы можете просматривать эту информацию со своего телефона, смотреть разные варианты рецептов, а холодильник предложил бы вам, что стоит сегодня приготовить. Если расширить эту идею, то получится приблизительно следующая картина. Вы идете в магазин, и пока вы там находитесь, у вас звонит мобильный телефон - это звонит вам холодильник, который советует, что именно стоит купить». «Умный интернет» превратит социальные сети (в том виде, что мы имеем сегодня) в социальные медиа-системы. В помещениях будут установлены камеры и различные датчики. Через собственный аккаунт можно будет кормить питомцев и запускать стиральную машину, например.
7. Роботизация общества. Уже сегодня мы знаем примеры беспилотных летающих аппаратов, пылесосов-автоматов, в Японии «работают» роботы-полицейские - все эти технологии выполняют свои функции без вмешательства человека. И с каждым годом проникновение таких машин будет только увеличиваться. Одна из нерешаемых задач в вычислительных технологиях - это проблема воссоздания компьютером мышления. Однако, можно соединить человеческий мозг с кибернетической, компьютерной системой. Вспомним фильм «Робокоп». Уже сегодня есть подобные эксперименты, когда протез ноги или руки человека присоединяют к спинному мозгу. Вспомним пример южноафриканского бегуна Оскара Писториуса, с детства лишенного обеих ног, но на соревнованиях обгоняющего абсолютно здоровых конкурентов, благодаря карбоновым протезам. По оценкам экспертов, первый такой «сверх человек», киберорганизм появится еще до 2030 года. Он будет физически совершенный, устойчивый к болезням, радиации и экстремальным температурам. И при этом у него будет мозг человека.
8. Новый статус человека в Интернете. Интернет меняет быт человека. «Всемирная паутина» становится не только площадкой для получения информации и общения, но и инструментом реализации бытовых нужд: таких как совершение покупок, оплата коммунальных услуг и др. Интернет изменил отношение человека с государством. Личное общение, персональное обращения в специальные службы будет минимизировано. Подать документы в ВУЗ, вызвать скорую, написать заявление в полицию, оформить паспорт – все это уже сегодня возможно сделать электронно. Государство и дальше будет вынуждено генерировать услуги через сеть Интернет. Уже сегодня электронный документооборот по всей стране – важнейший приоритет Министерства связи и массовых коммуникаций РФ. Нужно говорить и о новом статусе человека в мире интернет-технологий. Доступ в сеть станет гражданским правом каждого человека, будет свято охраняться и контролироваться законом наряду с прочими гражданскими свободами. Это недалекое будущее. Так, меняется понятие демократии в обществе. Для волеизлияния граждан больше не нужны специальные площадки, трибуны, СМИ. В связи с этим станет и минимум анонимности. Роскоши менять пароли и заводить аккаунты под несуществующими именами, оставлять едкие комментарии под шапкой-невидимкой – скорее всего не станет. Логин/пароль для входа в сеть могут стать средством идентификации личности, а к нему будут привязаны его реальные паспортные данные. Причем, скорее всего это будет не насаждение «сверху», как попытка цензуры и контроля. А желание самого общества, потребность «снизу». Т.к. чем больше жизнь в интернете будет реальной, тем больше прозрачности захочется его пользователям. Репутация человека в жизни будет определять его репутацию и в глобальной сети, придуманных биографий не будет. Определив данные человека, сеть сама будет создавать фильтры и пропуски к доступу информацией по возрастным ограничениям, к приватной информации, к различным сервисам в соответствии с платёжеспособностью и даже социальной благонадёжностью.
9. Изменения рынка труда и сферы образования. Активное проникновение сетевых технологий и интернета приведут к изменениям на рынке труда и в сфере образования. Интернет уже превратился в глобальный и ключевой инструмент коммуникации, он все динамичнее превращается из площадки развлечений в площадку труда. Социальные сети, электронная почта, Skype, информационные ресурсы, корпоративные сайты и встроенные в компьютер программы привязывают людей не столько к конкретному офису, сколько к самому компьютеру. А тут уже не важно, откуда ты им пользуешься: с работы, из дома, с кафе или с побережья Индийского океана. Сотрудников, выполняющих свою работу дистанционно, будет все больше. И все больше будет офисов в «кармане», т.е. виртуальных предприятий, которые существуют только в Интернете. Людей, получающих образование дистанционно через новые форматы, предоставляемые сетью Интернет – тоже. Для примера, сегодня в Стэндфордском университете лекцию двух профессоров слушают одновременно 25 000 человек!
10. Интернет станет более «зеленым». Сетевые технологии потребляют слишком много энергии, объем его растет, и эксперты сходятся во мнении, что будущая архитектура компьютерных сетей должна быть более энергоэффективной. По данным Национальной лаборатории Лоренса Университета Беркли количество энергии, потребляемой глобальной сетью, в период с 2000 по 2006 год удвоилось(!). Интернет занимает 2% мирового потребления электроэнергии, что эквивалентно мощности работы 30ти атомных электростанций – 30 млрд. Вт. Тенденция к «озеленению» или «экологизации» сети Интернет будет ускоряться по мере роста цен на энергоносители.
11. Кибероружие и кибервойны. У развития интернет-технологий и возможностей компьютерных сетей есть и другая сторона медали. Начиная от киберпреступлений, связанных с увеличением в интернете электронной коммерции, до кибервойн. Киберпространство уже официально признано пятым «полем боя» (таким же как суша, море, воздушное пространство и космос). Военно-морские силы США в 2010 году даже создали кибервойска CYBERFOR, которые находятся в непосредственном подчинении у командования ВМС США. Сегодня под вирусные атаки хакеров попадают не только ПК рядовых пользователей, но и промышленные системы, управляющие автоматизированными производственными процессами. Вредоносный червь может быть использован в качестве шпионажа, а так же диверсий электростанций, аэропортов и других жизнеобеспечивающих предприятий. Так, в 2010 году компьютерный червь Stuxnet поразил ядерные объекты Ирана, отбросив атомную программу этой страны на два года назад. Применение вредоносной программы оказалось по эффективности сравнимо с полноценной военной операцией, но при отсутствии жертв среди людей. Уникальность этой программы заключалась в том, что впервые в истории кибератак вирус физически разрушил инфраструктуру. Совсем недавно, 27 марта этого года произошла крупнейшая хакерская атака в истории, которая даже снизила скорость передачи данных во всем Интернете. Мишенью атаки стала европейская компания Spamhaus, занимающаяся противодействием рассылке спама. Мощность DDoS-атак составила 300 Гбит/сек, при том, что мощности в 50 Гбит/сек хватает для того, чтобы вывести из строя инфраструктуру крупной финансовой организации. Проблема национальной безопасности – один из важнейших вопросов, стоящих на повестке дня в развитых странах. Нынешняя архитектура компьютерных сетей такую безопасность обеспечить не может. Поэтому, индустрия антивирусов/web-защиты и разработки новых технологий по обеспечению безопасности будет расти с каждым годом
12. Выход интернета и сетевых технологий в космос. Сегодня сеть Интернет носит планетарный масштаб. На повестке дня – межпланетное пространство, космический Интернет.

Международная космическая станция подключена к сети Интернет, что значительно ускоряет процессы работы и взаимодействия станции с Землей. Но обычное установление связи при помощи оптиковолоконного или простого кабеля, которое очень эффективно в земных условиях, невозможно в космосе. В частности из-за того, что невозможно применять в межпланетном пространстве обычный протокол TCP/IP (протокол - особый «язык» компьютерных сетей для «общения» друг с другом).

Исследовательские работы по созданию нового протокола, благодаря которому Интернет мог бы функционировать и на лунных станциях, и на Марсе, ведутся. Так, один из подобных протоколов называется Disruption Tolerant Networking (DTN). Компьютерные сети с этим протоколом уже были применены для связи МКС с Землей, в частности по каналам связи были отправлены фотографии солей, которые были получены в состоянии невесомости. Но эксперименты в этой сфере продолжаются.

Интернет за два с лишним десятка лет его развития практически не менялся концептуально и архитектурно. С одной стороны, внедрялись новые технологии передачи данных, с другой - создавались новые сервисы, но основная концепция сети, архитектура компьютерных сетей остаются на уровне 80-х годов прошлого столетия. Перемены не только давно назрели, но и жизненно необходимы. Т.к. на основе старой архитектуры невозможны инновации. Компьютерные сети уже сегодня работают на пределе своих возможностей, и ту нагрузку, которую предстоит испытать сетям при таком активном росте, они могут просто не выдержать. Развитие и внедрение всех перечисленных тенденций возможно только после внедрения новой, более гибкой архитектуры компьютерных сетей. Во всем научном ИТ-мире это вопрос №1.

Самая перспективная на сегодня технология/архитектура компьютерных сетей, которая способна вывести из кризиса, - это технология программно-конфигурируемых сетей (softwere defined network ). В 2007 году сотрудниками университета Стэнфорда и Беркли был разработан новый «язык» общения компьютерных сетей – протокол OpenFlo w и новый алгоритм работы компьютерных сетей – ПКС технология. Ее основная ценность в том, что она позволяет уйти от «ручного» управления сетью. В современных сетях функции управления и передачи данных совмещены, что делает контроль и управление очень сложным. ПКС-архитектура разделяет процесс управления и процесс передачи данных. Что открывает колоссальные возможности для развития интернет-технологий, так как ПКС не в чем нас не ограничивает, выводя на первый план программное обеспечение. В России изучением ПКС занимается Центр прикладных исследований компьютерных сетей.

Предисловие Революционизирующее влияние Интернета на мир компьютеров и коммуникаций не имеет исторических аналогов. Изобретение телеграфа, телефона, радио и компьютера подготовило почву для происходящей ныне беспрецедентной интеграции. Интернет одновременно является и средством общемирового вещания, и механизмом распространения информации, и средой для сотрудничества и общения людей, охватывающей весь земной шар. Интернет - мировая компьютерная сеть. Она составлена из разнообразных компьютерных сетей, объединенных стандартными соглашениями о способах обмена информацией и единой системой адресации. Интернет использует протоколы семейства TCP/IP. Они хороши тем, что обеспечивают относительно дешевую возможность надежно и быстро передавать информацию даже по не слишком надежным линиям связи, а также строить программное обеспечение, пригодное для работы на любой аппаратуре. Система адресации (URL-адреса) обеспечивает уникальными координатами каждый компьютер (точнее, практически каждый ресурс компьютера) и каждого пользователя Интернета, создавая возможность взять именно то, что нужно, и передать именно туда, куда нужно.

Историческая справка Около 40 лет назад Министерство Обороны США создало сеть, которая явилась предтечей Internet, – она называлась ARPAnet. ARPAnet была экспериментальной сетью, – она создавалась для поддержки научных исследований в военно-промышленной сфере, – в частности, для исследования методов построения сетей, устойчивых к частичным повреждениям, получаемым, например, при бомбардировке авиацией и способных в таких условиях продолжать нормальное функционирование. Это требование дает ключ к пониманию принципов построения и структуры Internet. В модели ARPAnet всегда была связь между компьютером-источником и компьютером-приемником (станцией назначения). Сеть предполагалась ненадежной: любая часть сети может исчезнуть в любой момент. На связывающиеся компьютеры – не только на саму сеть – также возложена ответственность обеспечивать налаживание и поддержание связи. Основной принцип состоял в том, что любой компьютер мог связаться как равный с равным с любым другим компьютером.

Передача данных в сети была организована на основе протокола Internet – IP. Протокол IP – это правила и описание работы сети. Этот свод включает правила налаживания и поддержания связи в сети, правила обращения с IP-пакетами и их обработки, описания сетевых пакетов семейства IP (их структура и т.п.). Сеть задумывалась и проектировалась так, чтобы от пользователей не требовалось никакой информации о конкретной структуре сети. Для того, чтобы послать сообщение по сети, компьютер должен поместить данные в некий "конверт"", называемый, например, IP, указать на этом "конверте"" конкретный адрес в сети и передать получившиеся в результате этих процедур пакеты в сеть. Эти решения могут показаться странными, как и предположение о "ненадежной"" сети, но уже имеющийся опыт показал, что большинство этих решений вполне разумно и верно. Пока Международная Организация по Стандартизации (Organization for International Standardization – ISO) тратила годы, создавая окончательный стандарт для компьютерных сетей, пользователи ждать не желали. Активисты Internet начали устанавливать IP- программное обеспечение на все возможные типы компьютеров. Вскоре это стало единственным приемлемым способом для связи разнородных компьютеров. Такая схема понравилась правительству и университетам, которые проводят политику покупки компьютеров у различных производителей. Каждый покупал тот компьютер, который ему нравился и вправе был ожидать, что сможет работать по сети совместно с другими компьютерами.

Примерно 10 лет спустя после появления ARPAnet появились Локальные Вычислительные Сети (LAN), например, такие как Ethernet и др. Одновременно появились компьютеры, которые стали называть рабочими станциями. На большинстве рабочих станций была установлена операционная система UNIX. Эта ОС имела возможность работы в сети с протоколом Internet (IP). В связи с возникновением принципиально новых задач и методов их решения появилась новая потребность: организации желали подключиться к ARPAnet своей локальной сетью. Примерно в то же время появились другие организации, которые начали создавать свои собственные сети, использующие близкие к IP коммуникационные протоколы. Стало ясно, что все только выиграли бы, если бы эти сети могли общаться все вместе, ведь тогда пользователи из одной сети смогли бы связываться с пользователями другой сети. Одной из важнейших среди этих новых сетей была NSFNET, разработанная по инициативе Национального Научного Фонда (National Science Foundation – NSF). В конце 80-х NSF создал пять суперкомпьютерных центров, сделав их доступными для использования в любых научных учреждениях. Было создано всего лишь пять центров потому, что они очень дороги даже для богатой Америки. Именно поэтому их и следовало использовать кооперативно. Возникла проблема связи: требовался способ соединить эти центры и предоставить доступ к ним различным пользователям. Сначала была сделана попытка использовать коммуникации ARPAnet, но это решение потерпело крах, столкнувшись с бюрократией оборонной отрасли и проблемой обеспечения персоналом.

Тогда NSF решил построить свою собственную сеть, основанную на IP технологии ARPAnet. Центры были соединены специальными телефонными линиями с пропускной способностью 56 KBPS (7 KB/s). Однако, было очевидно, что не стоит даже и пытаться соединить все университеты и исследовательские организации непосредственно с центрами, т.к. проложить такое количество кабеля – не только очень дорого, но практически невозможно. Поэтому решено было создавать сети по региональному принципу. В каждой части страны заинтересованные учреждения должны были соединиться со своими ближайшими соседями. Получившиеся цепочки подсоединялись к суперкомпьютеру в одной из своих точек, таким образом суперкомпьютерные центры были соединены вместе. В такой топологии любой компьютер мог связаться с любым другим, передавая сообщения через соседей. Это решение было успешным, но настала пора, когда сеть уже более не справлялась с возросшими потребностями. Совместное использование суперкомпьютеров позволяло подключенным общинам использовать и множество других вещей, не относящихся к суперкомпьютерам. Неожиданно университеты, школы и другие организации осознали, что заимели под рукой море данных и мир пользователей. Поток сообщений в сети (трафик) нарастал все быстрее и быстрее пока, в конце концов, не перегрузил управляющие сетью компьютеры и связывающие их телефонные линии. В 1987 г. контракт на управление и развитие сети был передан компании Merit Network Inc., которая занималась образовательной сетью Мичигана совместно с IBM и MCI. Старая физически сеть была заменена более быстрыми (примерно в 20 раз) телефонными линиями. Были заменены на более быстрые и сетевые управляющие машины. Процесс совершенствования сети идет непрерывно. Однако, большинство этих перестроек происходит незаметно для пользователей. Включив компьютер, вы не увидите объявления о том, что ближайшие полгода Internet не будет доступна из-за модернизации. Возможно, даже более важно то, что перегрузка сети и ее усовершенствование создали зрелую и практичную технологию. Проблемы были решены, а идеи развития проверены в деле.

Способы доступа к Internet Использование только электронной почты. Этот способ позволяет получать и отправлять сообщения другим пользователям и только. Через специальные шлюзы Вы можете также использовать и другие сервисы, предоставляемые Internet. Эти шлюзы, однако, не позволяют работать в интерактивном режиме, и могут быть довольно сложными в использовании. Режим удаленного терминала. Вы подключаетесь к другому компьютеру, соединенному с Internet, как удаленный пользователь. На удаленном компьютере запускаются программы-клиенты, которые используют Internet-сервисы, а результаты их работы отображаются на экране Вашего терминала. Поскольку для подключения используются, в основном, программы эмуляции терминала, вы можете работать только в текстовом режиме. Таким образом, например, для просмотра WEB-узлов Вы сможете использовать только текстовый браузер и графических изображений не увидите. Непосредственное соединение. Это основная и наилучшая форма соединения, когда Ваш компьютер становится одним из узлов Internet. Посредством протокола TCP/IP он напрямую общается с другими компьютерами в Internet. Доступ к сервисам Internet осуществляется посредством программ, работающих на Вашем компьютере.

Традиционно, компьютеры подключались напрямую в Internet через локальные сети или по выделенным соединениям. Кроме собственно компьютера, для установления таких соединений необходимо дополнительное сетевое оборудование (маршрутизаторы, шлюзы и т.п.). Поскольку это оборудование и каналы соединения достаточно дорогие, прямые соединения используются только организациями с большим объемом передаваемой и принимаемой информации. Альтернативой прямого соединения для индивидуальных пользователей и небольших организаций является использование телефонных линий для установления временных соединений (dial up) к удаленному компьютеру, соединенному с Internet. Что такое SLIP/PPP? Доменная система имен система имен

Что такое SLIP/PPP? Обсуждая различные способы доступа к Internet, мы утверждали, что непосредственное соединение является основным и наилучшим. Однако для индивидуального пользователя оно является слишком дорогим. Работа же в режиме удаленного терминала существенно ограничивает возможности пользователя. Компромиссным решением является использование протоколов SLIP (Serial Line Internet Protocol) или PPP (Point to Point Protocol). Далее термин SLIP/PPP будет употребляться для обозначения SLIP и/или PPP – во многих аспектах они схожи. SLIP/PPP обеспечивает передачу пакетов TCP/IP по последовательным каналам, в частности, телефонным линиям, между двумя компьютерами. На обоих компьютерах работают программы, использующие протоколы TCP/IP. Таким образом, индивидуальные пользователи получают возможность устанавливать прямое соединение с Internet со своего компьютера, имея всего лишь модем и телефонную линию. Подключаясь посредством SLIP/PPP, Вы можете запускать программы-клиенты WWW, электронной почты и т.п. непосредственно на своем компьютере.

SLIP/PPP действительно способ прямого соединения с Internet, поскольку: Ваш компьютер подсоединен к Internet. Ваш компьютер использует сетевое программное обеспечение для общения с другими компьютерами по протоколу TCP/IP. Ваш компьютер имеет уникальный IP-адрес. В чем же различие между SLIP/PPP-соединением и режимом удаленного терминала? Для установления как SLIP/PPP-соединения, так и режима удаленного терминала необходимо дозвониться к другому компьютеру, непосредственно соединенному с Internet (провайдеру) и зарегистрироваться на нем. Ключевое отличие состоит в том, что при SLIP/PPP-соединении Ваш компьютер получает уникальный IP-адрес и напрямую общается с другими компьютерами по протоколу TCP/IP. В режиме же удаленного терминала ваш компьютер является всего лишь устройством отображения результатов работы программы, запущенной на компьютере провайдера.

Доменная система имен Сетевое программное обеспечение нуждается 32-битных IP- адресах для установления соединения. Однако пользователи предпочитают использовать имена компьютеров, поскольку их легче запоминать. Таким образом, необходимы средства для преобразования имен в IP-адреса и наоборот. Когда Internet была небольшой, это было просто. На каждом компьютере были файлы, в которых описывались соответствия между именами и адресами. Периодически в эти файлы вносились изменения. В настоящее время такой способ изжил себя, поскольку количество компьютеров в Internet очень велико. Файлы были заменены системой серверов имен (name servers), которые отслеживают соответствия между именами и сетевыми адресами компьютеров (в действительности это только один из видов сервиса, предоставляемых системой серверов имен). Необходимо отметить, что используется целая сеть серверов имен, а не какой то один, центральный. Сервера имен организованы в виде дерева, соответствующего организационной структуре сети. Имена компьютеров также составляют соответствующую структуру. Пример: компьютер имеет имя BORAX.LCS.MIT.EDU. Это компьютер, установленный в компьютерной лаборатории (LCS) в Массачусетском технологическом институте (MIT).

Для того. Чтобы определить его сетевой адрес, теоретически, необходимо получить информацию от 4 различных серверов. Во- первых, необходимо связаться с одним из серверов EDU, которые обслуживают учреждения образования (для обеспечения надежности каждый уровень иерархии имен обслуживают несколько серверов). На этом сервере необходимо получить адреса серверов MIT. На одном из серверов MIT можно получить адрес сервера (серверов) LCS. В заключение, на сервере LCS можно узнать адрес компьютера BORAX. Каждый из этих уровней называется доменом. Полное имя BORAX.LCS.MIT.EDU, таким образом, представляет собой доменное имя (так же как и имена доменов LCS.MIT.EDU, MIT.EDU, and EDU). К счастью, в действительности нет необходимости каждый раз связываться со всеми перечисленными серверами. Программное обеспечение, установленное у пользователя, связывается с сервером имен в своем домене, а он при необходимости связывается с другими серверами имен и предоставляет в ответ конечный результат преобразования доменного имени в IP-адрес. Доменная система хранит не только информацию об именах и адресах компьютеров. В ней также хранится большое количество другой полезной информации: сведения о пользователях, адреса почтовых серверов и т.п.

Сетевые протоколы Протоколы прикладного уровня используются в конкретных прикладных программах. Общее их количество велико и продолжает постоянно увеличиваться. Некоторые приложения существуют с самого начала развития internet, например, TELNET и FTP. Другие появились позже: HTTP, NNTP, POP3, SMTP. Протокол TELNET Протокол HTTP NNTP POP3 Протокол FTP Протокол SMTP

Протокол TELNET позволяет серверу рассматривать все удаленные компьютеры как стандартные «сетевые терминалы» текстового типа. Работа с TELNET походит на набор телефонного номера. Пользователь набирает на клавиатуре что-то вроде telnet delta и получает на экране приглашение на вход в машину delta. Протокол TELNET существует уже давно. Он хорошо опробован и широко распространен. Создано множество реализаций для самых разных операционных систем.

Протокол FTP (File Transfer Protocol – протокол передачи файлов) распространен также широко как TELNET. Он является одним из старейших протоколов семейства TCP/IP. Также как TELNET он пользуется транспортными услугами TCP. Существует множество реализаций для различных операционных систем, которые хорошо взаимодействуют между собой. Пользователь FTP может вызывать несколько команд, которые позволяют ему посмотреть каталог удаленной машины, перейти из одного каталога в другой, а также скопировать один или несколько файлов.

Протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol – простой протокол передачи почты) поддерживает передачу сообщений (электронной почты) между произвольными узлами сети internet. Имея механизмы промежуточного хранения почты и механизмы повышения надежности доставки, протокол SMTP допускает использование различных транспортных служб. Протокол SMTP обеспечивает как группирование сообщений в адрес одного получателя, так и размножение нескольких копий сообщения для передачи в разные адреса. Над модулем SMTP располагается почтовая служба конкретного компьютера. В типичных программах-клиентах в основном применяется для отправки исходящих сообщений.

Протокол HTTP (Hyper text transfer protocol – протокол передачи гипертекста) применяется для обмена информацией между серверами WWW (World Wide Web – всемирная паутина) и программами просмотра гипертекстовых страниц – браузерами WWW. Допускает передачу широкого спектра разнообразной информации – текстовой, графической, аудио и видео. В настоящее время находится в стадии непрерывного совершенствования.

POP3 (Post Office Protocol – протокол почтового узла, 3 версия), позволяет программам-клиентам электронной почты принимать и передавать сообщения с/на почтовые серверы. Обладает достаточно гибкими возможностями по управлению содержимым почтовых ящиков, расположенных на почтовом узле. В типичных программах- клиентах в основном применяется для приема входящих сообщений.

Network News Transfer Protocol – протокол передачи сетевых новостей (NNTP) позволяет общаться серверам новостей и клиентским программам – распространять, запрашивать, извлекать и передавать сообщения в группы новостей. Новые сообщения хранятся в централизованной базе данных, которая позволяет пользователю выбирать интересующие его сообщения. Также обеспечивается индексирование, организация ссылок и удаление устаревших сообщений.

Сервисы Internet Серверами называются узлы сети, предназначенные для обслуживания запросов клиентов – программных агентов, извлекающих информацию или предающих ее в сеть и работающих под непосредственным управлением пользователей. Клиенты предоставляют информацию в понятном и удобном для пользователей виде, в то время как серверы выполняют служебные функции по хранению, распространению, управлению информацией и выдачу ее по запросу клиентов. Каждый вид сервиса в Internet предоставляется соответствующими серверами и может использоваться с помощью соответствующих клиентов. WWW Proxy-сервер FTPTelnet NEWS/USENET

Сервис WWW – всемирная паутина, обеспечивает представление и взаимосвязи огромного количества гипертекстовых документов, включающих текст, графику, звук и видео, расположенных на различных серверах по всему миру и связанных между собой посредством ссылок в документах. Появление этого сервиса значительно упростило доступ к информации и стало одной из основных причин взрывообразного роста Internet с 1990 года. Сервис WWW функционирует с использованием протокола HTTP. Для использования этого сервиса применяются программы- браузеры, наиболее популярными из которых в настоящий момент являются Netscape Navigator и Internet Explorer. «Web browsers» – не что иное, как средства просмотра; они выполнены по аналогии с бесплатной коммуникационной программой под названием Mosaic, созданной в 1993 г. в лаборатории Национального центра суперкомпьютеров (National Center for Supercomputing Applications) при Университете шт. Иллинойс для облегчения доступа к WWW. Что же можно получить с помощью WWW? Почти все, что ассоциируется с понятием «работа в системе Internet», – от самых последних финансовых новостей до информации о медицине и здравоохранении, музыке и литературе, домашних животных и комнатных растениях, кулинарии и автомобильном деле.

Можно заказывать авиабилеты в любую часть мира (реальные, а не виртуальные), туристические проспекты, находить необходимое программное и техническое обеспечение для своего ПК, играть в игры с далекими (и неизвестными) партнерами и следить за спортивными и политическими событиями в мире. Наконец, с помощью большинства программ со средствами доступа к WWW можно получить доступ и к телеконференциям (всего их около), куда помещаются сообщения на любые темы – от астрологии до языкознания, а также обмениваться сообщениями по электронной почте. Благодаря средствам просмотра WWW хаотические джунгли информации в Internet приобретают форму привычных аккуратно оформленных страниц с текстом и фотографиями, а в некоторых случаях даже с видеосюжетами и звуком. Привлекательные титульные страницы (home pages) сразу же помогают понять, какая информация последует дальше. Здесь есть все необходимые заголовки и подзаголовки, выбирать которые можно с помощью линеек прокрутки как на обычном экране Windows или Macintosh. Каждое ключевое слово соединяется с соответствующими информационными файлами посредством гипертекстовых связей. И пусть термин «гипертекст» вас не пугает: гипертекстовые связи – это примерно то же самое, что сноска в статье энциклопедии, начинающаяся со слов «смотри также...» Вместо того, чтобы листать страницы книги, Вам достаточно щелкнуть мышью на нужном ключевом слове (для удобства оно выделяется на экране цветом или шрифтом), и перед вами появится требуемый материал. Очень удобно, что программа позволяет возвращаться к ранее просмотренным материалам или, щелкнув мышью, двигаться дальше.

– электронная почта. С помощью можно обмениваться личными или деловыми сообщениями между адресатами, имеющими адрес. Ваш электронный адрес указывается в контракте на подключение Сервер электронной почты, на котором для вас заводится почтовый ящик, работает наподобие обыкновенного почтового отделения, на которое приходит ваша почта. Ваш электронный почтовый адрес – это аналог арендованного абонентского ящика в почтовом отделении. Посланные вами сообщения сразу направляются адресату, указанному в письме, а пришедшие вам сообщения ожидают в вашем абонентском ящике, пока вы их не заберете. Вы можете посылать и принимать электронную почту от любого лица, имеющего электронный адрес. Для передачи сообщений в основном используется протокол SMTP, а для приема – POP3. Вы можете использовать разнообразные программы для работы с – специализированные, например Eudora, или же встроенные в Web браузер, например Netscape Navigator.

Usenet – это всемирный дискуссионный клуб. Он состоит из набора конференций («newsgroups»), имена которых организованы иерархически в соответствии с обсуждаемыми темами. Сообщения («articles» или «messages») посылаются в эти конференции пользователями посредством специального программного обеспечения. После посылки сообщения рассылаются на серверы новостей и становятся доступными для прочтения другими пользователями. Можно послать сообщение и просмотреть отклики на него, которые появятся в дальнейшем. Так как один и тот же материал читает множество людей, то отзывы начинают накапливаться. Все сообщения по одной тематике образуют поток («thread») (в русском языке в этом же значении используется и слово «тема»); таким образом, хотя отклики могли быть написаны в разное время и перемешаться с другими сообщениями, они все равно формируют целостное обсуждение. Вы можете подписаться на любую конференцию, просматривать заголовки сообщений в ней с помощью программы чтения новостей, сортировать сообщения по темам, чтобы было удобнее следить за обсуждением, добавлять свои сообщения с комментариями и задавать вопросы. Для прочтения и отправки сообщений используются программы чтения новостей, например встроенная в браузер Netscape Navigator – Netscape News или Internet News от Microsoft, поставляемая вместе с последними версиями Internet Explorer.

FTP – это метод пересылки файлов между компьютерами. Продолжающиеся разработка программного обеспечения и публикация уникальных текстовых источников информации гарантируют: мировые архивы FTP останутся зачаровывающей и постоянно меняющейся сокровищницей. Вы вряд ли найдете в FTP-архивах коммерческие программы, так как лицензионные соглашения запрещают их открытое распространение. Зато обнаружите условно-бесплатное и общедоступное программное обеспечение. Это разные категории: общедоступные программы (public domain) действительно бесплатны, а за условно-бесплатное программное обеспечение (shareware) требуется заплатить автору, если после испытательного срока Вы решите оставить себе программу и пользоваться ею. Встретятся вам и так называемые бесплатные программы (freeware); их создатели сохраняют за собой авторские права, но разрешают пользоваться своими творениями без какой-либо оплаты. Для просмотра FTP-архивов и получения хранящихся на них файлов вы можете воспользоваться специализированными программами – WS_FTP, CuteFTP, или же использовать браузеры WWW Netscape Navigator и Internet Explorer – в них содержатся встроенные средства работы с FTP-серверами.

Remote Login – удаленный доступ – работа на удаленном компьютере в режиме, когда ваш компьютер эмулирует терминал удаленного компьютера, т.е. вы можете делать все то же (или почти все), что можно делать с обычного терминала машины, с которой вы установили сеанс удаленного доступа. Программа, которая обслуживает удаленные сеансы, называется telnet. Telnet имеет набор команд, которые управляют сеансом связи и его параметрами. Сеанс обеспечивается совместной работой программного обеспечения удаленного компьютера и вашего. Они устанавливают TCP-связь и общаются через TCP и UDP пакеты. Программа telnet входит в поставку Windows и устанавливается вместе с поддержкой протокола TCP/IP.

Proxy («ближний») сервер предназначен для накопления информации, к которой часто обращаются пользователи, на локальной системе. При подключении к Internet с использованием proxy-сервера ваши запросы первоначально направляются на эту локальную систему. Сервер извлекает требуемые ресурсы и предоставляет их вам, одновременно сохраняя копию. При повторном обращении к тому же ресурсу предоставляется сохраненная копия. Таким образом, уменьшается количество удаленных соединений. Использование proxy-сервера может несколько увеличить скорость доступа если канал связи вашего провайдера Internet недостаточно производителен. Если же канал связи достаточно мощный, скорость доступа может даже несколько снизиться, поскольку при извлечении ресурса вместо одного соединения от пользователя к удаленному компьютеру производится два: от пользователя к proxy-серверу и от proxy-сервера к удаленному компьютеру.
Термин TCP/IP обычно обозначает все, что связано с протоколами TCP и IP. Он охватывает целое семейство протоколов, прикладные программы и даже саму сеть. В состав семейства входят протоколы UDP, ARP, ICMP, TELNET, FTP и многие другие. TCP/IP – это технология межсетевого взаимодействия. Модуль IP создает единую логическую сеть. Архитектура протоколов TCP/IP предназначена для объединенной сети, состоящей из соединенных друг с другом шлюзами отдельных разнородных пакетных подсетей, к которым подключаются разнородные машины. Каждая из подсетей работает в соответствии со своими специфическими требованиями и имеет свою природу средств связи. Однако предполагается, что каждая подсеть может принять пакет информации (данные с соответствующим сетевым заголовком) и доставить его по указанному адресу в этой конкретной подсети. Не требуется, чтобы подсеть гарантировала обязательную доставку пакетов и имела надежный протокол передачи. Таким образом, две машины, подключенные к одной подсети, могут обмениваться пакетами. Когда необходимо передать пакет между машинами, подключенными к разным подсетям, то машина-отправитель посылает пакет в соответствующий шлюз (шлюз подключен к подсети также как обычный узел). Оттуда пакет направляется по определенному маршруту через систему шлюзов и подсетей, пока не достигнет шлюза, подключенного к той же подсети, что и машина-получатель; там пакет направляется к получателю. Проблема доставки пакетов в такой системе решается путем реализации во всех узлах и шлюзах межсетевого протокола IP. Межсетевой уровень является по существу базовым элементом во всей архитектуре протоколов, обеспечивая возможность стандартизации протоколов верхних уровней.

Логическая структура сетевого программного обеспечения, реализующего протоколы семейства TCP/IP в каждом узле сети internet, изображена на Рис. 1. Прямоугольники обозначают обработку данных, а линии, соединяющие прямоугольники, – пути передачи данных. Горизонтальная линия внизу рисунка обозначает кабель сети Ethernet, которая используется в качестве примера физической среды. Понимание этой логической структуры является основой для понимания всей технологии internet. Рис. 1 Структура протокольных модулей в узле сети TCP/IP

Введем ряд базовых терминов, которые мы будем использовать в дальнейшем. Драйвер – это программа, непосредственно взаимодействующая с сетевым адаптером. Модуль – это программа, взаимодействующая с драйвером, сетевыми прикладными программами или другими модулями. Драйвер сетевого адаптера и, возможно, другие модули, специфичные для физической сети передачи данных, предоставляют сетевой интерфейс для протокольных модулей семейства TCP/IP. Название блока данных, передаваемого по сети, зависит от того, на каком уровне стека протоколов он находится. Блок данных, с которым имеет дело сетевой интерфейс, называется кадром; если блок данных находится между сетевым интерфейсом и модулем IP, то он называется IP-пакетом; если он – между модулем IP и модулем UDP, то – UDP-датаграммой; если между модулем IP и модулем TCP, то – TCP-сегментом (или транспортным сообщением); наконец, если блок данных находится на уровне сетевых прикладных процессов, то он называется прикладным сообщением. Эти определения, конечно, несовершенны и неполны. К тому же они меняются от публикации к публикации. Рассмотрим потоки данных, проходящие через стек протоколов, изображенный на Рис. 1. В случае использования протокола TCP (Transmission Control Protocol – протокол управления передачей), данные передаются между прикладным процессом и модулем TCP. Типичным прикладным процессом, использующим протокол TCP, является модуль FTP (File Transfer Protocol протокол передачи файлов). Стек протоколов в этом случае будет FTP/TCP/IP/ENET. При использовании протокола UDP (User Datagram Protocol – протокол пользовательских датаграмм), данные передаются между прикладным процессом и модулем UDP. Например, SNMP (Simple Network Management Protocol – простой протокол управления сетью) пользуется транспортными услугами UDP. Его стек протоколов выглядит так: SNMP/UDP/IP/ENET. Введем ряд базовых терминов, которые мы будем использовать в дальнейшем.

Когда Ethernet-кадр попадает в драйвер сетевого интерфейса Ethernet, он может быть направлен либо в модуль ARP (Address Resolution Protocol адресный протокол), либо в модуль IP (Internet Protocol – межсетевой протокол). На то, куда должен быть направлен Ethernet-кадр, указывает значение поля типа в заголовке кадра. Если IP-пакет попадает в модуль IP, то содержащиеся в нем данные могут быть переданы либо модулю TCP, либо UDP, что определяется полем протокол в заголовке IP-пакета. Если UDP-датаграмма попадает в модуль UDP, то на основании значения поля порт в заголовке датаграммы определяется прикладная программа, которой должно быть передано прикладное сообщение. Если TCP- сообщение попадает в модуль TCP, то выбор прикладной программы, которой должно быть передано сообщение, осуществляется на основе значения поля порт в заголовке TCP-сообщения. Передача данных в обратную сторону осуществляется довольно просто, так как из каждого модуля существует только один путь вниз. Каждый протокольный модуль добавляет к пакету свой заголовок, на основании которого машина, принявшая пакет, выполняет демультиплексирование. Данные от прикладного процесса проходят через модули TCP или UDP, после чего попадают в модуль IP и оттуда – на уровень сетевого интерфейса. Хотя технология internet поддерживает много различных сред передачи данных, здесь мы будем предполагать использование Ethernet, так как именно эта среда чаще всего служит физической основой для IP-сети. Машина на Рис. 1 имеет одну точку соединения с Ethernet. Шестибайтный Ethernet-адрес является уникальным для каждого сетевого адаптера и распознается драйвером. Машина имеет также четырехбайтный IP-адрес. Этот адрес обозначает точку доступа к сети на интерфейсе модуля IP с драйвером. IP-адрес должен быть уникальным в пределах всей сети Internet.Работающая машина всегда знает свой IP- адрес и Ethernet-адрес.

Послесловие Возможности Internet настолько широки, насколько у человека только может хватить фантазии. Сетевая технология уже серьезно зарекомендовала себя в качестве наилучшего источника информации. Не следует думать, что все изменения Интернета остались позади. По названию и географически Интернет является сетью, но это порождение компьютерной, а не традиционной телефонной или телевизионной индустрии. Чтобы передовой уровень Интернета сохранялся, изменения должны продолжаться, и они будут продолжены, а дальнейшее развитие будет идти в темпе, присущем компьютерной индустрии. Происходящие в наши дни изменения направлены на предоставление таких новых услуг, как передача данных в реальном масштабе времени. Повсеместная доступность сетей, и в первую очередь Интернета, в сочетании с мощными, компактными и доступными по цене вычислительными и коммуникационными средствами (ПК-блокноты, двунаправленные пейджеры, персональные цифровые секретари, сотовые телефоны и т. п.) делает возможным построение новых способов мобильных вычислений и коммуникаций. Поэтому особо важно именно сегодня обратить свое внимание к данной технологической перспективе, и постараться сделать все возможное для обширного использования Internet в сфере образования. Литература

Информация получена из глобальной сети по адресам: support/internet.htm museums/internet/index.htm