- Сообщения
- 7.805
- Реакции
- 10.690
Как именно ARPANET постепенно превратилась в Интернет?
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Основной идеей, лежащей в основе Интернета, было наличие множества независимых сетей с произвольным дизайном. ARPANET стала первой такой сетью, использующей коммутацию пакетов, но вскоре к ней присоединились и другие сети, включая спутниковые сети для передачи данных, наземные сети пакетной радиосвязи и другие. Современный Интернет воплощает ключевую техническую идею — создание сетей с открытой архитектурой. Это означает, что любая конкретная сетевая технология может быть свободно выбрана провайдером и интегрирована с другими сетями через "Архитектуру межсетевого взаимодействия" на метауровне.
До появления Интернета существовал только один общий метод объединения сетей — традиционная коммутация каналов. Этот метод предусматривал соединение сетей на уровне схемы, при котором отдельные биты передавались синхронно по сквозной схеме между двумя конечными точками. Однако еще в 1961 году Леонард Кляйнрок продемонстрировал, что коммутация пакетов является более эффективным методом. Вместе с этим появились специальные механизмы для межсоединения сетей. Хотя существовали и другие ограниченные способы соединения сетей, они требовали, чтобы одна сеть действовала как компонент другой, а не как равноправный партнер, обеспечивая сквозное обслуживание.
В сети с открытой архитектурой каждая отдельная сеть может быть разработана и спроектирована независимо, предлагая свой уникальный интерфейс пользователям и другим провайдерам, включая интернет-провайдеров. Каждая сеть может быть адаптирована к конкретным условиям и требованиям пользователей. В принципе, нет ограничений на типы сетей, которые могут быть включены в такую архитектуру, или на их географический охват, хотя определенные практические соображения будут определять, что именно имеет смысл внедрять.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Изначально это было частью программы пакетного радиовещания, но вскоре она выделилась в самостоятельную инициативу, известную как "Выход в Интернет". Основной задачей для успешного функционирования сети пакетной радиосвязи был разработка надежного конечного протокола, который обеспечивал бы эффективную связь даже в условиях помех и других радиопомех, а также мог бы выдерживать кратковременные отключения, вызванные, например, нахождением в туннеле или блокировкой сигнала местным рельефом. Изначально Кан рассматривал возможность создания протокола, который был бы специфичен только для сети пакетной радиосвязи. Такой подход позволил бы избежать необходимости адаптировать систему к множеству различных операционных систем и продолжить использование существующего протокола NCP.Однако NCP имел свои ограничения, поскольку он не был предназначен для взаимодействия с сетями и машинами, расположенными за пределами IMP в ARPANET. Это означало, что в случае необходимости интеграции других сетей потребовались бы изменения в самом NCP. В то время предполагалось, что ARPANET останется неизменной в этом отношении. NCP полагался на ARPANET для обеспечения надежности передачи данных: если пакеты терялись, работа протокола и, соответственно, приложений полностью прекращалась. В этой модели NCP не предусматривал сквозного контроля ошибок на уровне хостов, так как ARPANET была настолько надежной, что дополнительный контроль ошибок со стороны хостов считался ненужным.
С учетом этих ограничений Боб Кан решил разработать новую версию протокола, которая могла бы работать в условиях сети с открытой архитектурой. Этот протокол в конечном итоге стал известен как Протокол управления передачей/Internet Protocol (TCP/IP). В отличие от NCP, который функционировал скорее как драйвер устройства, новый протокол был задуман как полноценный коммуникационный протокол.
Основные принципы разработки TCP/IP
При разработке нового протокола Кан придерживался четырех ключевых принципов:- Самостоятельность каждой сети: Каждая отдельная сеть должна была работать автономно, и для ее подключения к Интернету не требовалось бы вносить какие-либо изменения в её внутреннюю структуру.
- Максимальные усилия при передаче данных: Передача данных осуществлялась бы на основе максимальных усилий, то есть если пакет не достигал пункта назначения, он должен был быть автоматически повторно отправлен из источника.
- Использование шлюзов и маршрутизаторов: Для соединения сетей использовались бы «черные ящики», позже названные шлюзами и маршрутизаторами. Эти устройства не сохраняли бы информацию о проходящих через них пакетах, что делало бы их более простыми и минимизировало бы необходимость сложного восстановления после сбоев.
- Отсутствие глобального контроля: На оперативном уровне не должно было быть единого глобального контроля, что делало бы систему более гибкой и устойчивой к сбоям.
Ключевые технические задачи
Для успешной реализации TCP/IP нужно было решить несколько важных технических вопросов:- Алгоритмы повторной передачи: Необходимо было разработать алгоритмы, которые предотвращали бы постоянные сбои связи из-за потерянных пакетов и обеспечивали их повторную передачу из источника.
- Конвейерная передача: Важно было внедрить механизмы, позволяющие передавать несколько пакетов от источника к месту назначения по мере возможности, если это допускали промежуточные сети.
- Функции шлюза: Шлюзы должны были уметь правильно пересылать пакеты, интерпретировать заголовки IP для маршрутизации, обрабатывать интерфейсы, разбивать пакеты на более мелкие части и выполнять другие необходимые функции.
- Контрольные суммы и повторная сборка: Было необходимо обеспечить конечные контрольные суммы, повторную сборку пакетов из фрагментов и обнаружение дубликатов, если таковые имелись.
- Методы управления потоками: Нужно было разработать эффективные методы управления потоками от узла к узлу, чтобы обеспечить бесперебойную передачу данных.
- Совместимость с операционными системами: Важно было предусмотреть взаимодействие с различными операционными системами для обеспечения универсальности протокола.
Хотя существовали и другие задачи, такие как эффективность внедрения и производительность межсетевого взаимодействия, на начальном этапе они рассматривались как второстепенные по значимости.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
начал разрабатывать принципы операционной системы, ориентированной на коммуникацию, еще в период своей работы в BBN. Некоторые из своих ранних идей он изложил во внутреннем меморандуме BBN под названием «Принципы коммуникации для операционных систем». В этот момент он осознал, что для эффективного внедрения новых протоколов необходимо тщательно изучить детали реализации каждой операционной системы. Весной 1973 года, после начала работы над созданием Интернета, Кан пригласил Винта Серфа, который тогда работал в Стэнфорде, присоединиться к нему для детальной разработки протокола. Серф, участвовавший в разработке NCP, уже обладал знаниями о взаимодействии с существующими операционными системами, что сделало его идеальным партнером для этой задачи.Объединив архитектурный подход Кана к коммуникациям с опытом Серфа в области NCP, они приступили к разработке протокола, который впоследствии стал известен как TCP/IP. Их сотрудничество было чрезвычайно продуктивным, и первая письменная версия их подхода была представлена как INWG #39 на специальном заседании Международной сетевой рабочей группы (INWG) в Сассекском университете в сентябре 1973 года. Позже,
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
В результате сотрудничества Кана и Серфа были разработаны ключевые подходы:
- Логический поток байтов: Связь между двумя процессами должна была состоять из очень длинного логического потока байтов (которые они называли октетами). Позиция каждого октета в потоке использовалась бы для его идентификации.
- Управление потоком: Управление потоком должно осуществляться с помощью механизма скользящих окон и подтверждений (ACK). Получатель мог бы выбирать время отправки подтверждений, и каждое подтверждение охватывало бы все пакеты, полученные до того момента.
- Согласование параметров окна: Вопрос о том, как именно источник и получатель будут согласовывать параметры окна, был оставлен открытым. Первоначально использовались значения по умолчанию.
- IP-адресация: В то время, когда в Xerox PARC только начинали разрабатывать Ethernet, никто еще не предполагал широкого распространения локальных сетей, а тем более персональных компьютеров и рабочих станций. Первоначальной моделью были национальные сети, такие как ARPANET, которых ожидалось лишь ограниченное количество. Поэтому был предложен 32-битный IP-адрес, первые 8 бит которого обозначали сеть, а оставшиеся 24 бита — хост внутри этой сети. Это предположение о том, что 256 сетей будет достаточно в обозримом будущем, потребовало пересмотра, когда в конце 1970-х годов начали активно появляться локальные сети.
В оригинальной статье Серфа и Кана о создании Интернета описывался единый протокол под названием TCP, который должен был обеспечивать все транспортные и экспедиторские функции в сети. Кан изначально предполагал, что протокол TCP будет поддерживать различные транспортные услуги — от абсолютно надежной и последовательной доставки данных (по модели виртуальной схемы) до службы дейтаграмм, где приложение напрямую использует базовую сетевую службу, что может включать в себя случайные потери, повреждения или переупорядочивание пакетов. Однако первые попытки внедрения TCP привели к созданию версии протокола, которая обеспечивала только виртуальные каналы. Эта модель отлично подходила для приложений, таких как передача файлов и удаленный доступ к системам, но она оказалась недостаточной для более сложных сетевых приложений, которые появились в 1970-х годах. В некоторых случаях потери пакетов не нужно было корректировать с помощью TCP; вместо этого приложениям следовало предоставить возможность самостоятельно обрабатывать такие ситуации. Это привело к разделению исходного TCP на два протокола: упрощенный IP, который занимался только адресацией и пересылкой отдельных пакетов, и отдельный TCP, который включал функции управления потоком и восстановления потерянных пакетов. Для приложений, которым не требовались услуги TCP, был разработан альтернативный протокол под названием User Datagram Protocol (UDP), который обеспечивал прямой доступ к базовому уровню услуг IP.
Основной целью создания как ARPANET, так и Интернета было совместное использование ресурсов, например, предоставление пользователям сетей пакетной радиосвязи доступа к системам разделения времени, подключенным к ARPANET. Это было гораздо экономичнее, чем дублировать такие дорогостоящие компьютеры. Хотя передача файлов и удаленный вход в систему (Telnet) были важными приложениями, наибольшее влияние на инновации того времени оказала электронная почта. Электронная почта представила новую модель общения между людьми и изменила характер сотрудничества, сначала в процессе создания самого Интернета, а затем и в масштабах всего общества. На ранних этапах развития Интернета были предложены и другие приложения, такие как пакетная голосовая связь (предшественница интернет-телефонии), различные модели совместного использования файлов и дисков, а также ранние программы-"черви", которые демонстрировали концепцию агентов (а впоследствии и вирусов). Важнейшей концепцией Интернета было то, что он был создан не для одного конкретного приложения, а как универсальная инфраструктура, на основе которой можно было бы разрабатывать новые приложения.
Этот универсальный характер услуг, предоставляемых TCP и IP, стал основой для последующих нововведений, таких как появление Всемирной паутины.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Так же по теме:
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
II
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Эта статья была создана с использованием нескольких редакционных инструментов, включая искусственный интеллект, как часть процесса. Редакторы-люди проверяли этот контент перед публикацией.
Нажимай на изображение ниже, там ты найдешь все информационные ресурсы A&N
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Последнее редактирование:
