Этапы создания глобальной интеллектуальной сети

          На конференции был весь тогдашний компьютерно-ориентированный бомонд: Дональд Дэвис из Национальной физической лаборатории Великобритании; Реми Деспрес, организовавший Transpac, коммерческую французскую сеть X.25; Ларри Робертс и Бэрри Веслер; Джесуальдо ЛеМоли , итальянский исследователь сетей; Кжелл Самуэльсон из Шведского королевского института; Джон Вэдлейк из британского Telecom; Питер Кирштейн из Университетского колледжа Лондона.

          Луиз Поузин , исследователь сетей в IRIA, Франция; Роджер Шантлибари из NPL; конечно же, Алекс МакКензи, Винт Серф и многие другие известнейшие ученые и инженеры того времени. На конференции была сформирована Международная сетевая рабочая группа (INWG). Винт Серф возглавлял группу четыре года, до ее присоединения к Международной федерации обработки информации (IFIP). Конференция сделала свое дело. Корпорации заинтересовались разработками ARPA, увидев их практическую реализацию и коммерческую выгоду. INWG занялась разработкой устраивающего - бы всех протокола.

          Весной 1973 года Винт Серф и Боб Кан задумались о том, как бы им соединить новообразовывающиеся сети с ARPANET, ведь к тому времени таковые уже были. Естественно, названные сети имели другие принципы организации, использовали другие протоколы, были предназначены для решения других задач. Серф и Винт в то время входили в Международную сетевую рабочую группу, они принесли в INWG свою работу о протоколах глобальной связи для сетей с пакетной коммутацией.

          Фактически, предлагался новый протокол, суть которого была в том, чтоб создать конверт, в который завернута часть письма, эту часть письма внутри конверта было предложено назвать дейтаграммой. Сетям нужно было только понимать надпись на конверте, чтобы передать его в место назначения, а до содержания его им дела нет. Если конверт не доходил до адресата, то должен быть выслан новый конверт. Этот протокол позволил разговаривать совершенно разным сетям. Примерно так и был объяснен принцип работы нового пакетного протокола в работе Серфа и Кана, протокола, который позже был назван протоколом контроля передачи или TCP.

          В 1977 Винт Серф стал программным директором SATNET, пакетных радиосетей и всех других многочисленных внутренних сетей, названных ARPA для удобства одним словом Internet.

          В июле 1977 Серф и Кан впервые продемонстрировали передачу данных с использованием TCP по трем различным сетям. Пакет прошел по следующему маршруту: Сан-Франциско - Лондон - Университет Южной Калифорнии. В конце своего путешествия пакет проделал 150 тысяч км, не потеряв ни одного бита. В 1978 году Серф, Постел и Дэни Кохэн решили выделить в TCP две отдельные функции: TCP и протокол Интернета. TCP был ответственен за разбивку сообщения на дейтаграммы и соединение их в конечном пункте отправки. IP отвечал за передачу, с контролем получения, отдельных дейтаграмм. Вот так родился современный протокол Интернета. А 1 января 1983 года ARPANET перешла на новый протокол. Этот день принято считать официальной датой рождения Интернета.

          В конце 70-ых и начале 80-ых сети начали бурно развиваться. Можно отметить самые масштабные из них: CSNET - компьютерная научно-исследовательская сеть, BITnet - дословная расшифровка аббревиатуры, потому что это временная сеть, CDNET - канадская сеть, MILNET - сеть МО США и самая большая NSFNET - национальная научная сеть.

          В 1977 году ARPANET состояла из 111 хост-компьютеров, а уже в 1983 году - из 4000, которые располагались по всем США, была налажена спутниковая связь с Гавайями и Европой. В начале 1990-х годов произошла еще одна революция - повсеместное распространение графического способа отображения информации в Сети в виде страничек, способных нести не только текст, как раньше, но и графику, а позднее - еще и элементы мультимедиа. Это было то, что нужно для средних пользователей - неспециалистов: Сеть ожила, потеряла свой скучный вид, заблистала всеми возможными красками.

          Пользователи хлынули в Сеть потоком - теперь уже не специалисты, не ученые, а простые обыватели. Спрос на услуги Internet возрастал не по дням, а по часам, но Сеть оставалась некоммерческой организацией. В конце 80-х в Сети насчитывалось 80 тысяч компьютеров, для сравнения: в 1997 году Internet насчитывал более 100 тысяч сетей.

2  Новый мир – INTERNET

          В 1992 году Internet был тихим по современным понятиям академическим местом. Наряду с отправкой и получением электронной почты, приема и передачи файлов через протокол FTP или разговоров, осуществляемых с помощью приложений с загадочными названиями "IRC," "talk" и "nn", там больше нечего было делать. В моде были программы типа Archie и Gopher, пользование Internet было возможно лишь при хорошем знании операционной системы Unix. Помимо Internet были другие сети. Например, сеть Fidonet была гораздо более привлекательней, так как была более простой в пользовании. Сегодня в Internet можно делать все, то что можно было делать в 1992 году и естественно гораздо больше. Сети Fidonet как и другие стали частью Interneta. С простым в использовании броузером можно посылать и получать электронную почту, передавать и получать информацию в электронном виде, вести переговоры и искать ключевые слова в Internete. Можно проверить счет в банке и заказать цветы у цветочника.

          Все это делает одно и то же программное приложение, браузер. Современное программное обеспечение стало настолько простым в использовании, что даже далекие от компьютерной техники люди обладают адресами электронной почты. Они продают и покупают в режиме реального времени.

          Благодаря созданной еще в 1989 году Тимом Бернерсом-Ли технологии Единой Информационной Паутины World Wide Web, все имевшиеся в Сети ресурсы превратились в единую гипертекстовую структуру. Он предложил Паутину в качестве специальной сети, объединяющую физиков мира; информацию предполагалось хранить в специальном формате, в виде текста со ссылками.

          На сегодняшний день высокоскоростной сетью Internet2 объединены без малого двести университетов и исследовательских центров США. Запущенный в 1996 году проект Internet2 сегодня - это существенно больше, чем просто праздник суперширокополосного сетевого доступа, обеспеченный двумя мощными оптоволоконными магистралями. Internet2 рассматривают как полигон, на котором создаются и обкатываются Интернет-приложения обозримого будущего: от дистанционных хирургических операций до общения с коллегами в виртуальном трехмерном мире.

          Тед  Хэнсс, занимающий пост директора Internet2 по разработке приложений, предлагает относиться к этой сети как к своего рода машине времени, в явном виде демонстрирующей, чем традиционный общедоступный Интернет будет лет через пять. Правда, большинство считает эту оценку временного интервала чересчур оптимистической. Хотя новейшие сетевые технологии, применяемые в Internet2, так или иначе, уже представлены в коммерческой Сети, общее обновление инфраструктуры явно займет значительно больше времени. Особенно, когда речь идет о последней «миле», поскольку подавляющее большинство сетях все еще вынуждено опираться на обычное dial-up-соединение через телефонный модем, обеспечивающий известно какие скорости.

           Прежде чем переходить к впечатляющим характеристикам Internet2, нелишним будет обратиться к довольно короткой пока истории проекта. Возвращаясь в 1990-е годы, вспомним, что Интернет переживал тогда кризис среднего возраста. С подачи военных созданная поначалу как средство для помощи университетам в обмене исследовательскими данными, Сеть начала сгибаться под тяжестью коммерческого трафика. Постепенно научно-исследовательские центры утратили необходимую им «полосу пропускания» (bandwidth). Стало ясно, что пора строить новую специализированную сеть, которая смогла бы поддерживать требовательные к пропускной способности приложения. Задавшись этой целью, в 1996 году несколько научно-исследовательских центров объединились для создания консорциума Internet2.

          Поначалу предполагалось, что это будет сравнительно небольшая группа университетов и высокотехнологичных компаний, совместно работающих ради взаимовыгодных целей. Собственно, именно так поначалу и было, когда в 1997 году работу консорциума начинали 10 университетов, 11 корпораций и еще 6 некоммерческих организаций научно-образовательного профиля.

          Примерно в то же самое время федеральное правительство США выступило с собственной аналогичной инициативой под названием NGI, или Интернет следующего поколения, Next Generation Internet. Этот проект ставил перед собой практически те же самые цели, что и Internet2, однако предназначался для использования государственными учреждениями, в частности, НАСА и Министерство обороны. С течением времени эти две сети стали структурами, имеющими не только схожие цели, но и в значительной мере общие ресурсы. Самое же главное различие между ними заключается в том, что создание Next Generation Internet полностью оплачивалось из бюджета деньгами налогоплательщиков, а Internet2 финансируется из частных фондов. Кроме того, проект NGI объявлен на сегодня закрытым, как выполнивший, в основном, поставленную перед ним задачу, а сеть Internet2, напротив, непрерывно расширяется и обретает новые перспективы.

         Internet2 представляет собой открытый консорциум, и всякий новый участник, стремящийся к нему присоединиться, должен быть либо образовательным учреждением, либо частной фирмой, желающей пользоваться сетью для совместного сотрудничества и посильной поддержки в разработке новых приложений.

          Ежегодные расходы на проект для каждого из университетов составляют примерно от 500 тысяч до 1 миллиона долларов, причем большинство этих денег уходит на модернизацию собственных сетей кампусов. Летом этого года консорциум объявил, что с июня членами Internet2 стали университеты во всех пятидесяти штатах страны. В течение же следующих нескольких лет к магистрали Internet2 планируется подсоединить тысячи начальных и средних школ, многие библиотеки и музеи.

          Высокотехнологичным компаниям частного бизнеса, вроде IBM или Cisco Systems, ежегодное участие в проекте обходится, естественно, в значительно большее количество миллионов, нежели университетам. Как правило - это стоимость оборудования, которое безвозмездно передается в пользование образовательным учреждениям. Но взамен эти компании получают ценнейшую обратную связь от высококвалифицированных специалистов, принимающих участие в разработке новых продуктов.

          Главная особенность и преимущество второго Интернета - это, конечно же, его скорость. Сеть основана на двух высокоскоростных оптических магистралях: сверхвысокопроизводительной сетевой службе vBNS компании MCI Worldcom и собственной магистрали Abilene протяженностью более десяти тысяч миль, построенной специально для Internet2. Свое символичное название Abilene получила в честь старинной железнодорожной ветке в Канзасе, когда-то открывшей эру заселения американского Запада. Сейчас функционирование Abilene обеспечивает компания Qwest.

          В сущности обе эти магистрали, vBNS и Abilene, аналогичны тем, что образуют костяк коммерческого Интернета, однако в Internet2 на всю огромную пропускную способность приходится не более трех миллионов пользователей, в то время как в общедоступной Сети количество подключенных обитателей составляет несколько сот миллионов.

          Кроме того, члены Internet2 могут наслаждаться гораздо более быстрым подсоединением к магистрали, что устраняет наиболее распространенную причину тормозной работы с Сетью. Примерно четверть всех членов консорциума подключена непосредственно к магистрали, а остальные три четверти подсоединяются через так называемые гигапопсы, points of presence, точки доступа со скоростью 20 Гбит/с, расположенные в различных регионах страны. Скорость подключения отдельно взятой машины может варьироваться достаточно широко. Для некоторых узлов она составляет 155 Мбит/с - примерно в сто раз больше, чем типичная скорость подключения к Интернету университетской лаборатории и почти в три тысячи раз быстрее, чем скорость dial-up-модема. Впрочем, такая скорость подключения для большинства компьютеров является явно избыточной, поскольку для нужд высококачественных видеоконференций, к примеру, с головой хватает и 10-15 Мбит/с.

          Но высокая пропускная способность - не единственный важнейший параметр Internet2, поскольку для разработчиков Сети крайне важно поддерживать и так называемые гарантии QoS, чтобы предотвратить потерю пакетов данных и предельно минимизировать задержки при передаче сигналов от машины к машине. Благодаря упрощенной конструкции сети имеется возможность для более эффективной пересылки данных с меньшим числом скачков с одного маршрутизатора на другой. Постоянно изыскиваются также пути для выделения особых приоритетов одним классам данных по сравнению с другими. Принципиально важно, чтобы видеопередача хирургической операции, к примеру, могла идти по сети без малейших задержек, за счет приложений, не столь чувствительных к срочности.

         Еще одна ключевая для Internet2 технология - это многоадресное вещание, мультикастинг. При этом методе передачи один поток данных, к примеру, видеотрансляция, идет до некоторого узла единым массивом, а затем распадается на многочисленные копии, расходящиеся по адресатам, приложение В. В нынешнем Интернете сервер-вещатель пока вынужден передавать отдельный поток данных для каждого адресата, что чрезвычайно перегружает имеющиеся сетевые ресурсы. Крупные компании, в том числе IBM и Microsoft, в своих внутренних сетях уже используют мультикастинг для рассылки, однако для реализации этой технологии в крупномасштабных сетях предстоит решить еще очень много проблем.

          Internet2 интенсивно используется для тестирования новой версии Интернет-протокола, известной как IPv6. Среди прочих преимуществ этого протокола - кардинальное увеличение количества возможных Интернет-адресов, что готовит почву для будущего тотального подключения к Сети бытовых устройств, от холодильников и люстр до автомобилей. Как известно, компания Sony объявила, что в обозримом будущем намерена выпускать чуть ли не всю свою технику с заранее зашитым IP-адресом. Гиганты индустрии вроде Sony, а также многочисленные разработчики грядущих устройств с беспроводной связью активно лоббируют скорейшее внедрение IPv6. Но хотя новый протокол существенно проще и дешевле в обслуживании, для корректной работы с ним необходимо провести модернизацию всех маршрутизаторов и написать соответствующее программное обеспечение, позволяющее воспользоваться потенциальными преимуществами 6-й версии. Пока же сайтам, работающим на основе IPv6, приходится устраивать для связи «туннели», упаковывая свои пакеты в формат ныне действующего протокола 4-й версии. А так как сети IPv4 по-прежнему продолжают расти с гигантской скоростью, переход к 6-й версии явно не будет простым и легким.

          Одно из важнейших преимуществ, которое Internet2 дает ученым-исследователям и образовательным учреждениям, - это непосредственный доступ к работе с дорогой и зачастую уникальной аппаратурой.