Кратка история на компютрите
Изтегляне 338.41 Kb.
|
| В края на 1966 г. Робъртс започва работа в DARPA върху концепцията на компютърните мрежи. Скоро се появил планът за ARPANET, публикуван през 1967 г. На конференция, на която Робъртс представил статията си, бил изнесен още един доклад за концепцията на пакетните мрежи. Негови автори били английските учени Доналд Дейвис и Роджър Скентълбъри от Националната лаборатория по физика (NPL). Скентълбъри разказал на Робъртс за работата на NPL, както и за работата на Пол Бейрън и неговите колеги от RAND (американска организация с идеална цел, занимаваща се със стратегически изследвания и разработки). През 1964 г. група сътрудници от RAND написали доклад за мрежите с пакетна комутация като надеждни за гласови комуникации при военните системи. Оказало се, че работите в MIT (1961-1967), RAND (1962-1965) и NPL (1964-1967) се извършвали паралелно при пълна липса на информация една за друга. Разговорът на Робъртс със сътрудниците на NPL довел до утвърждаване на термина “пакет” и решение за увеличаване на предполагаемата скорост на предаване по канала на проектираната мрежа от 2,4 Kb/sec до 50 Kb/sec.
През август 1968 г. след като Робъртс и организациите, финансирани от DARPA изработили общата структура и спецификацията на ARPANET, DARPA предявила искане за оценяване - Request For Quotation (RFQ), организирайки конкурс за разработка на един от ключовите компоненти - комутатора на пакети, получил името Interface Message Processor (IMP) - интерфейсен процесор за съобщения. През декември 1968 г. конкурса спечелила групата на Франк Харт от Bolt-Beranek-Newman (BBN). След това ролите се разпределили по следния начин. Групата от BBN работела над IMP. Боб Кан активно участвал в създаването на архитектурата на ARPANET. Робъртс заедно с Хауърд Франк и неговата група от Network Analysis Corporation (NAC) проектирали и оптимизирали топологията и икономическите аспекти на мрежата. Групата на Клейнрок от Калифорнийския университет в Лос Анжелис (UCLA) подготвяла система за измерването характеристиките на мрежата. Благодарение на това, че Клейнрок вече в течение на няколко години бил известен като автор на теорията на пакетната комутация и като специалист по анализи, проектиране и измерване, неговият Мрежови измервателен център в UCLA бил избран като първи възел на ARPANET. През септември 1969 г. BBN монтирала в UCLA първия IMP и включила към него първия компютър. Вторият възел бил изграден на база проекта на Дъг Енгелбарт “Увеличаване на човешкия интелект” в Стенфордския изследователски институт (SRI). (Част от проекта на Енгелбарт бил ранната хипертекстова система NLS). В SRI организирали Мрежови информационен център, който оглавила Елизабет Фейнлър. В задачите на центъра влизало поддържане на таблици за съответствията между имената и адресите на компютрите, както и обслужване на каталог със заявки за коментари и предложения - Request For Comments - RFC. След един месец, когато включили SRI към ARPANET, от лабораторията на Клейнрок било изпратено първото междукомпютърно съобщение. Следващите възли на ARPANET били в Калифорнийския университет в Санта Барбара (UCSB) и в университета в щата Юта. В тези университети се развили проекти по приложна визуализация. Глен Галър и Бъртън Фрейд от UCSB изследвали методи за изобразяване на математически функции на дисплеи с памет, позволяващи да се реши проблема с изпращане на изображенията по мрежата. Робърт Тейлър и Иван Съдърланд изследвали в Юта методи за изобразяване на тримерни изображения. Така в края на 1969 г. четири компютъра били обединени в първоначалната конфигурация на ARPANET - първото появяване на Интернет. Трябва да се отбележи, че още на този ранен стадий били провеждани изследвания както върху структурата на мрежата, така и върху нейното приложение. Тази традиция се е запазила и до днес. В следващите години броят на компютрите, включени към ARPANET бързо се увеличил. Едновременно се провеждали работите по създаване на функционално пълен протокол за компютърно взаимодействие и друго мрежово програмно обезпечение. През декември 1970 г. мрежовата работна група (Network Working Group - NWG) под ръководството на Крокър завършила работата си над първата версия на протокол, получил името Network Control Protocol - NCP (протокол за управление на мрежата). През 1971-1972 NCP бил реализиран във възлите на ARPANET и потребителите на мрежата най-накрая можели да започнат с разработка на приложения. През октомври 1972 Робърт Кан организирал голяма, доста успешна демонстрация на ARPANET на Международната конференция по компютърни комуникации (International Computer Communication Conference - ICCC). Това било първото представяне пред публика на новата мрежова технология. Още през 1972 г. се появява първото “горещо” приложение - електронната поща. През март същата година Рей Томлинсън от BBN, воден от необходимостта за създаване на просто средство за комуникация между разработчиците на ARPANET, написал програма за изпращане и четене на електронни съобщения. По-късно Робъртс добавил към тази програма възможности за организиране на списък със съобщения, изборно четене, съхраняване във файл, препращане и подготвяне на отговори. От тогава за 10-тина години електронната поща става едно от най-крупните мрежови приложения. За своето време тя била това, което днес се явява Световната паяжина - изключително мощен катализатор за увеличаване на всички видове междуперсонални потоци от данни. Концепцията на Интернет Първоначалната концепция за обединение на мрежи ARPANET постепенно трябвало да прерасне в Интернет. Интернет се основава на идеята за съществуване на множество независими мрежи с произволни архитектури, започвайки от ARPANET - първата мрежа с пакетна комутация, към която скоро щели да се присъединят пакетни спътникови мрежи, наземни пакетни радиомрежи и т.н. Интернет, според съвременното разбиране, въплъщава ключовия технически принцип за отворена мрежова архитектура. При подобен подход архитектурата и техническата реализация на отделните мрежи се определят отвън - те могат да се изберат свободно от доставчика на мрежови услуги, като се запази възможността за обединение с други мрежи посредством метанивото “Междумрежова архитектура”. През разглеждания период от време е съществувал само един общ метод за обединение на мрежите - традиционното свързване чрез комутация, при която мрежите се свързват на канално ниво, а отделните битове се предават в синхронен режим между двете крайни системи. Да припомним, че през 1961 г. Клейнрок в своите статии посочил преимуществата на пакетната комутация. Тези идеи, съчетани със специални устройства за връзка между различни мрежи можели да станат основен подход. Съществували и други частни методи за обединение на различните мрежи, обаче те изисквали една мрежа да е част от друга, а не като равноправни партньори при предоставянето на вътрешни (от едната крайна система до другата) услуги. Отворената мрежова архитектура предполага, че отделните мрежи могат да се проектират и разработват независимо, със свои уникални интерфейси за потребителите или за други доставчици на мрежови услуги, включително и на Интернет. При проектиране на отделните мрежи могат да се вземат под внимание спецификата на обкръжаващата среда и особените изисквания на потребителите. Казано по друг начин, не се поставят никакви ограничения върху типа на обединяваните мрежи или върху териториалния им мащаб, въпреки че от прагматични съображения трябва да принадлежат към определен спектър от възможни решения. Идеята за отворена мрежова архитектура първо била изказана от Кан през 1972 г. - скоро след започването му да работи в DARPA. Първоначално Кан се занимавал с част от програмата по разработване на пакетна радиомрежа, но по-късно тази програма прераснала в пълноправен проект под името “Internetting”. За работоспособността на пакетните радиомрежи ключов бил надежния протокол, които можел да поддържа ефективна комуникация, независимо от радиосмущенията или временното заглъхване, предизвикани от особеностите на местността или преминаването през тунел. Отначало Кан предлагал да се разработи специфичен протокол за пакетните радиомрежи, тъй като това щяло да ги избави от необходимостта да си имат работа с множество различни операционни системи и щяло да позволи да се продължи използването на протокола NCP (Network Connection Protokol). Обаче NCP не поддържал ефективни средства за адресация на мрежите и компютрите, което налагало неговото по-нататъшно разработване. За осигуряване на вътрешната сигурност протоколът NCP разчитал на ARPANET. Ако някой пакет се загубел, протоколът и приложението, което работело с пакета трябвало временно да прекратят работа. В модела на NCP липсвало вътрешно управление на грешките, понеже ARPANET трябвало да бъде единствената съществуваща мрежа, при това толкова надежна, че от отделните компютри не се изисквало да могат да реагират при грешки. В крайна сметка Кан решил да разработи нова версия на протокола, която щяла да удовлетворява изискванията на средата към отворената мрежова архитектура. Този протокол по-късно бил наречен Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP - Протокол за управление на предаването/ Междумрежови протокол. В основата на своите първоначални разсъждения Кан заложил четири основни принципа: Всяка мрежа трябва да запази своята индивидуалност. При включване към Интернет мрежите не трябва да се подлагат на вътрешни промени (преработки). Комуникацията трябва да се осъществява на принципа “максимална надежност”. Ако даден пакет не се получи в местоназначението, изпращача трябва да го изпрати отново. За свързване на мрежите трябва да се използват черни кутии - по-късно ги нарекли шлюзове и маршрутизатори. Шлюзовете не трябва да съхраняват информация за протичащите през тях потоци от данни. Те трябва да са прости, без сложни средства за адаптация и възстановяване след различни ситуации. На експлоатационно ниво не трябва да съществува глобална система за управление. Други ключови проблеми, изискващи разрешаване били: Алгоритми, възпрепятстващи разпадането на връзката поради загубването на пакети и позволяващи на изпращача да ги изпрати повторно. Средства за конвейрна обработка на потока от данни между компютрите, позволяващи маршрутизация на множество пакети по всички пътища от изпращача до получателя, участващи в процеса на предаване, ако междинните мрежи имат такава възможност. Определяне на функциите на шлюзовете, които правилно направляват пакетите. Има се пред вид интерпретацията на IP-заглавието (IP-header) с цел маршрутизация, разделяне на пакетите на по-малки, ако е необходимо и т.н. Необходимост от вътрешни контролни суми, сглобяването на пакети от фрагменти, премахване на повтарящите се пакети, ако се получат такива. Необходимост от глобална адресация. Методи за вътрешно управление на потоците от данни. Взаимодействие с различни операционни системи. Имало и други проблеми, като ефективност на реализацията и производителността на обединените мрежи, но първоначално ги оставили на заден план. Кан започнал да работи над комуникационно-ориентираните принципи на операционните системи още като сътрудник на BBN. Той отразил някои от по-ранните си съображения във вътрешен меморандум във BBN, озаглавен “Communications Principles for Operating Systems” - Комуникационни принципи за операционните системи. Кан разбрал, че за ефективно вграждане на какъв да е нов протокол трябва да се изучи в детайли всяка операционна система. В резултат на това през пролетта на 1973 г., след създавнето на проекта “Internetting”, Кан поканил Винт Сърф за съвместна работа над детайлната спецификация на протокола. Сърф активно участвал в проектирането и реализацията на NCP, затова вече имал информация за интерфейсите на съществуващите операционни системи. Въоръжени с архитектурния подход на Кан към комутацията и с опита на Сърф, получен по време на работата му над NCP, колегите се обединили за уточняването на детайлите на това, което в последствие станало семейство от протоколи TCP/IP. Взаимния опит дал чудесни резултати и първата документирана версия и разработената спецификация били разпространени на специална среща на Internacional Network Working Group, състояла се през септември 1973 г., по време на конференция в Университета в Съсекс. На Сърф предложили да оглави тази група и той не пропуснал възможността да организира среща на членовете й, понеже повечето от тях присъствали на упоменатата конференция. По време на сътрудничеството между Кан и Сърф били формулирани следните основополагащи принципи: Общуването между два процеса логически трябва да се представи като обмен на непрекъснати последователности от байтове, наречени от Кан и Сърф октети. За идентификация на октета се използва неговата позиция в последователността. Управлението на потока от данни се осъществява на основата на механизма на плъзгащите се прозорци и на потвърждението. Получателят може да избере кога да изпрати потвърждение за получените до този момент пакети. Въпросът за това как именно получателя и изпращача да се договарят за параметрите на прозореца, останал открит. Първоначално се използвали стойности по подразбиране. В същото време в Изследователския център на Ксерокс (Xerox) вече се работело над мрежата Ethernet, но масовото й разпространение като локална мрежа все още не се предвиждало. За персонални компютри и работни станции въобще не се говорело. Първоначалният модел се състоял от мрежи на национално ниво, като ARPANET. Предполагало се, че няма да има много такива подобни мрежи. В резултат за IP адрес били определени 32 бита, първите 8 от които обозначавали мрежата, а останалите 24 - компютъра в мрежата. Предположението, че в близко бъдеще 256 мрежи ще бъдат достатъчни, трябвало да се преразгледа с появата на локалните мрежи в края на 70-те. В първоначалният документ на Сърф и Кан по обединяването на мрежите, се описвал един протокол, наречен TCP. Той предоставял всички услуги по транспортиране и пренасочване на данните в Интернет. Кан предвиждал TCP протоколът да поддържа целия диапазон от транспортни услуги - от абсолютно надеждната подредена доставка на данни до дейтаграмните услуги, при които приложенията пряко си взаимодействат на ниско ниво, което може да доведе до случайни загуби, повреди или дублиране на пакетите. Все пак първите опити за реализация на TCP породили версия, поддържаща само виртуални съединения. Този модел работел чудесно за приложения от типа на предаване на файлове или отдалечен достъп до системата, но редица ранни мрежови приложения, в частност пакетното предаване на глас показали, че в някои случаи загубването на пакети не трябва да се поправя на ниво TCP - нека приложението само да се оправи. Това довело до реорганизация на първоначалния вариант на TCP и разделянето му на два протокола - обикновен IP, обслужващ само адресацията и пренаправлението на отделните пакети; и отделен TCP, занимаващ се с такива операции като управление на потоците от данни и възстановяването на загубените пакети. За приложенията, които не се нуждаят от услугите на TCP била предвидена алтернатива - User Datagram Protocol (UDP), осигуряващ пряк достъп до ниско ниво на IP. Първоначално основният стимул за създаването както на ARPANET, така и на Интернет било съвместното използване на ресурси, позволяващо например на потребители на пакетни радиомрежи да осъществяват достъп до системи с времеделение, включени към ARPANET. Да се обединят мрежите изглеждало много по-практично, отколкото увеличаване броя на много скъпите (тогава) компютри. Независимо от това, че изпращането на файлове и отдалечения достъп (Telnet) били много важни приложения, най-голямо влияние от всички нововъведения по онова време била електронната поща. Тя породила нов модел на междуперсонално взаимодействие и променила характера на сътрудничеството - първо между тесни специалисти в рамките на Интернет, а по-късно и сред голяма част от обществото. В зората на Интернет се предлагали и други приложения, включително такива, базирани на пакетната гласова комуникация - предшественици на Интернет-телефонията. Предлагали се и различни модели за разделяне на файлове и дискове, както и ранни програми-червеи, илюстриращи идеята за агентите, а също така и вируси. Ключовата концепция за създаването на Интернет се състояла в това, че свързването на мрежите било проектирано не за едно-единствено приложение, а като универсална инфраструктура, върху която могат да се изградят нови приложения. Последвалото разпространение на Световната паяжина чудесно илюстрира универсалната природа на услугите, предоставяни от TCP и IP. Тест на идеята DARPA сключила три договора за реализация на TCP/IP - със Сърф Станфорд, с BBN (Рей Томлинсън) и с Лондонския Университетски колеж - UCL (Питър Кирстейн). (В статията на Сърф и Кан се използвало името TCP, зад което се криели и двата протокола - TCP и IP.) Групата от Станфорд, оглавявана от Сърф, подготвила детайлни спецификации, след което за около година били направени три разработки на TCP, които си взаимодействали една с друга. Започнал дълъг период на експерименти и разработки, насочени към развитие и “избистряне” на концепцията и технологията на Интернет. Тръгвайки от първите три мрежи (ARPANET, Packet Radio, Packet Satellite) и образувалите се покрай тях научни колективи, експериментът включил в себе си всички видове мрежи и голям брой изследователи и разработчици. Всяко разрастване поставяло нови задачи. Ранните реализации на TCP били направени за големи машини, работещи в режим на времеделение, като “Tenex” и “TOPS 20”. Когато започнала появата на настолните системи, много хора мислели, че за персоналните компютри TCP е твърде голям и сложен протокол. Дейвид Кларк и неговата изследователска група от MIT решили да докажат възможността за компактна и лесна реализация на TCP, разработвайки я отначало за Xerox Alto (най-ранната персонална работна станция създадена от Xerox PARC), а след това и за IBM PC. Тази реализация притежавала пълна комуникативност с другите въплъщения на TCP, но била специално настроена, като производителност, за приложения за персонални компютри. Така станало възможно да се демонстрира, че работните станции и персоналните компютри могат да влязат в Интернет заедно с големите системи с режим на времеделение. През 1976 Клейнрок публикува първата книга за ARPANET. В нея той обръща внимание на сложността на протокола и свързаните с това опасности. Книгата способствала за разпространение на идеята за пакетната комутация сред по-широк кръг от читатели. Широкото разпространение през 80-те години на локалните мрежи, персоналните компютри и работни станции дало тласък на бурното разрастване на Интернет. Технологията Ethernet, разработена през 1973 г. от Боб Меткалф (Bob Metcalfe) от Xerox PARC, днес се явява доминираща мрежова технология в Интернет, а персоналните компютри и работните станции станаха доминиращите компютри. Преходът от малък брой мрежи с умерен брой системи с времеделение (първоначалния модел на ARPANET) към множество мрежи довежда до разработване на множество нови концепции и внася изменения в базовите технологии. Преди всичко били определени три класа мрежи - А, В и С, които отчитат различните мащаби на компютърните мрежи. В клас А влизали големи мрежи от общонационален мащаб (малък брой мрежи с голям брой компютри). Клас В бил предназначен за мрежи от регионален мащаб, а клас С - за локални мрежи (голям брой мрежи с относително малък брой компютри). Разрастването на Интернет предизвиква важни промени и в подхода към въпросите на управлението. За да се направи мрежата по-дружелюбна, на компютрите били присвоени имена, което правело излишно запомнянето на числовите адреси. Първоначално, при неголям брой компютри било разумно да има единна таблица с техните имена и адреси. Преходът към множество независимо администрирани мрежи направил тази идея за единна таблица неподходяща. Пол Мокапетрис (Paul Mockapetris) от Института по информатика към Университета в Южна Каролина (USC/ISI) измислил Domain Name System, DNS - система с имена на домени. DNS позволила създаването на мащабируем разпределителен механизъм за изобразяване на йерархическите имена на компютрите в разбираеми Интернет адреси (напр. www.acm.org). С разрастването на Интернет се наложило да се преразгледа и начина на функциониране на маршрутизаторите. Първоначално съществувал единен разпределен алгоритъм за маршрутизация, реализиран по един и същ начин във всички маршрутизатори в Интернет. В условията на бързо увеличаване на броя на мрежите става невъзможно този ранен подход да се разширява с нужните темпове. Наложило се йерархическият модел на маршрутизация да бъде заменен с вътрешен-шлюзов протокол (Interior Gateway Protocol, IGP), използван вътре във всяка област на Интернет, и с външен-шлюзов протокол (Exterior Gateway Protocol, EGP), използван за свързване на областите една с друга. Подобна архитектура позволила в различни области да има различни варианти на IGP, отчитайки специфичните изисквания към себестойност, скорост на реконфигурация, устойчивост и мащабируемост. Освен алгоритъма, тежко изпитание се оказал и увеличаването на таблиците за маршрутизация. Били предложени нови подходи към обединяване на адресите (в частност безкласова междудомейнна маршрутизация - CIDR), позволяващи намаляване размерите на тези таблици. Друг проблем, свързан с разрастването на Интернет, станало изменението на програмното осигуряване, особено на това на хостовете. DARPA поддържала изследванията на Университета в Бъркли, Калифорния по отношение на модификацията на операционната система Unix, включително вграждането на TCP/IP, разработен от BBN. Въпреки че в Бъркли пренаписали програмата, получена от BBN, за да могат по-ефективно да бъдат обединени с Unix-системата като цяло, вграждането на TCP/IP в Unix BSD се оказало изключително важно за разпространението на протокола сред изследователската общност. Голяма част от специалистите по информатика по онова време започнали да използват Unix BSD в ежедневната си практика. Обръщайки се назад, може да се направи извода, че стратегията за вграждане на протокола на Интернет в операционната система, поддържана от изследователските среди, се оказал един от ключовите моменти за успешното и повсеместно разпространение на Интернет. Една от най-интересните задачи била преминаването на ARPANET от протокола NCP към TCP/IP, което станало на 1 януари 1983 г. Това бил преход в стил “денят Х”, изискващ едновременна промяна върху всички компютри. Преходът бил внимателно планиран от всички заинтересовани страни през предходните няколко години и преминал удивително гладко. Протоколът TCP/IP бил приет в качеството на военен стандарт три години по-рано - през 1980 г. Това позволило на военните да започнат използването на техническата база на Интернет и в края на краищата довело до разделяне на военно и гражданско общество в Интернет. До 1983 г. ARPANET била използвана от голям брой военни изследователски, разработващи и експлоатиращи организации. Преминаването на ARPANET от NCP към TCP/IP позволило разделянето на мрежата на MILNET, обслужваща оперативните нужди и ARPANET, използвана за изследователски цели. Така през 1985 г. технологията Интернет се поддържала от широк кръг изследователи и разработчици. Интернет започва да се използва в ежедневните компютърни комуникации от най-различни хора. Особена популярност завоюва електронната поща, демонстрирала ползата от масови електронни комуникации между хората. Формиране на широка общественост Интернет не е само сбор от технологии, но и сбор от общества. Успехът на Интернет в значителна степен се обяснява както със способността му да удовлетворява основни социални потребности, така и с възможността за ефективно използване на обществеността за развитие на инфраструктурата. Колективният дух има дълбоки корени в Интернет, той се е зародил още в началото на работата над ARPANET. Пионерите на ARPANET работили като един сплотен колектив, за да може по-бързо да се демонстрира жизнеспособността на технологията “пакетна комутация”. В края на 70-те години, когато става ясно, че ръстът на Интернет се съпровожда с нарастване на заинтересованите изследователски общества, все повече нуждаещи се от средства за координация, Винт Сърф (ръководещ по това време програмата “Интернет” в DARPA) сформира няколко координиращи органа - Международен съвет по сътрудничество (International Cooperation Board, ICB), Изследователска група “Интернет” (Internet Research Group) и Съвет по конфигурационно управление на Интернет (Internet Configuration Control Board, ICCB). Съветът ICB се оглавявал от Питър Кирстен от UCL и той бил длъжен да контролира работата с редица европейски страни, участващи в проекта Packet Satellite. Изследователската група “Интернет” отговаряла за средата за обмен на информация от общ характер. На съветът ICCB, ръководен на Кларк, били предоставени “официални” функции - той трябвало да помага на Сърф при управлението на растящата Интернет-активност. Каталог: Komputers -> Uroci Uroci -> Уроци Cascading style sheets 1 Деклариране на стилове, чрез класове 3 Деклариране на стилове, чрез атрибута id 4 Uroci -> Създаване на нова страница в frontpage Uroci -> Cpu – в превод Централно процесорно устройство. Pga, fcpga, fcpga2 Komputers -> Іii. Описание на обекта на поръчката, включително на обособените позиции Uroci -> Основни настройки на bios bios (Basic Input Output System) Изтегляне 338.41 Kb. Сподели с приятели:
|